一种多直流线路送出孤岛的直流频率限制控制器协调控制方法技术

本发明专利技术公开了一种多直流送出孤岛的直流频率限制控制器协调控制方法。在含不同类型的多回直流送出交流系统中，通过滤波环节、直流频率限制控制器(FLC)参数控制、直流有功功率变化率同步控制，将不同类型的多回直流的FLC外特性统一起来。通过协调配合多回直流FLC，平衡多直流送端系统故障情况下的功率波动，提高系统频率稳定性。本发明专利技术适用于独立控制的含不同类型的多回直流送端系统。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电力系统安全稳定分析的
，具体涉及一种多直流送出孤岛的直流频率限制控制器协调控制方法。
技术介绍
南方电网区域资源特性及经济发展不平衡性，决定了南方电网在相当长一段时间内需要进行西电东送与跨区域的资源优化配置。云南水电资源丰富，作为南方电网大型水电外送基地，随着电力外送规模的不断扩大，到2016年，鲁西直流背靠背工程和±500kV永仁至富宁直流工程建成投运后，云南电网将6回直流输电系统与南方电网主网实现异步联网。作为多直流、不同类型直流集中送出的孤岛电网，云南电网面临的安全稳定问题由联网方式下的功角稳定问题变为孤岛运行方式下的频率稳定问题。孤岛方式下利用直流频率限制器FLC能够提高送端孤岛系统抵御功率扰动的能力，增强孤岛系统频率的稳定性，在孤岛频率控制中起到主导作用。但是包含不同类型直流送出的孤岛电网中，柔性直流由于采用全控器件IGBT，通常比常规直流的功率调节速度要快，受到两者调节动作不协调的影响，容易出现系统频率振荡。
技术实现思路
针对现有技术所存在的上述技术缺陷，为解决常规直流和柔性直流的直流频率控制器FLC调节速度不一致的技术问题，本专利技术提出了一种多直流送出孤岛的直流频率限制控制器协调控制方法。通过滤波环节、直流频率限制控制器参数控制、直流有功功率变化率同步控制，将各独立控制的柔性直流与常规直流的频率限制控制器FLC外特性统一起来。本专利技术具体采用以下技术方案。一种多直流线路送出孤岛的直流频率限制控制器协调控制方法，所述多直流线路包括常规直流线路和柔性直流线路；其特征在于，所述方法包含以下步骤：(1)测量各常规直流线路和柔性直流线路中整流站换流母线的频率，经滤波得到基波频率f，计算基波频率f与工频的偏差量Δf；(2)判断各常规直流线路和柔性直流线路整流站换流母线频率与工频的偏差量Δf是否超出其直流频率限制控制器FLC死区f_dead，当|Δf|＞f_dead时，则执行步骤(3)，否则，返回步骤(1)；其中，各常规直流线路和柔性直流线路的直流频率限制控制器FLC采用相同的死区f_dead；(3)各常规直流线路和柔性直流线路的直流频率限制控制器FLC启动，根据偏差量Δf计算出各线路需要调整的直流功率ΔP；其中，各常规直流线路和柔性直流线路中的直流频率限制控制器FLC的控制方式和控制参数保持相同；(4)测量各常规直流线路和柔性直流线路有功功率当前值Pnow，加上待调整的直流功率ΔP，得到各线路的直流功率参考值Pref；(5)将各常规直流线路和柔性直流线路的输送功率调整为步骤(4)计算得到的各线路直流功率参考值Pref；在柔性直流线路的功率调整过程中对柔性直流有功功率调节速度进行附加控制，加入时间常数为Tb的一阶惯性环节。本专利技术进一步包括以下优选方案：在步骤(1)中，滤波采用的一阶滤波器传递函数Tf为滤波器时间常数，各常规直流线路和柔性直流线路中的一阶滤波器的Tf取相同值。在步骤(3)中，直流频率控制器采用PI控制，偏差量Δf和需要调整的直流功率ΔP之间的传递函数如公式(1)所示，其中kp为比例增益，ki为积分增益，kp和ki的取值范围为(0,9999)。所述的步骤(5)中，一阶惯性环节的传递函数为时间常数为Tb的求解包括以下步骤：(a)定义常规直流线路和柔性直流线路有功功率阶跃响应时间为：从有功功率阶跃指令发生起，到直流有功功率达到与最终稳态值之差的绝对值不超过5％稳态改变量的时间；(b)对柔性直流线路输入有功功率阶跃指令，测量柔性直流线路实时有功功率，根据(a)步骤中的定义，得到柔性直流有功功率阶跃响应时间T1；(c)对常规直流线路输入有功功率阶跃指令，测量常规直流线路实时有功功率，根据(a)步骤中的定义，得到常规直流有功功率阶跃响应时间T2。；(d)根据Tb＝T2-T1，得到Tb。本专利技术具有以下有益的技术效果：通过滤波环节、直流频率限制控制器(FLC)参数控制、直流有功功率变化率同步控制，将不同类型的多回直流的FLC外特性统一起来。通过协调配合多回直流FLC，平衡多直流送端系统故障情况下的功率波动，提高系统频率稳定性。附图说明图1为本专利技术多直流线路送出孤岛的直流频率限制控制器协调控制方法的流程示意图；图2所示为发生某直流闭锁故障后，各直流FLC外特性不统一时的有功功率响应曲线；图3所示为发生某直流闭锁故障后，各直流FLC外特性统一时的有功功率响应曲线。具体实施方式下面结合说明书附图对本专利技术的技术方案进一步详细表述。参照附图1，对本方法进行详细描述：(1)测量各常规直流和柔性直流整流站换流母线的频率，经滤波得到频率f，计算基波频率f与工频的偏差量Δf。其中，滤波采用的一阶滤波器传递函数为Tf为滤波器时间常数，各回直流滤波器的Tf取相同值；(2)判断各常规直流线路和柔性直流线路整流站换流母线频率与工频的偏差量Δf是否超出其直流频率限制控制器FLC死区f_dead，即|Δf|＞f_dead时，则执行步骤(3)，若否，则返回步骤(1)。其中，各常规直流线路和柔性直线路流FLC采用相同的死区f_dead，这里f_dead取0.1Hz；(3)各常规直流线路和柔性直流线路的直流频率限制控制器FLC启动，根据偏差量Δf计算出各线路需要调整的直流功率ΔP；其中，各常规直流线路和柔性直流线路中的直流频率限制器FLC的控制方式和控制参数保持相同；直流频率控制器采用PI控制，偏差量Δf和需要调整的直流功率ΔP之间的传递函数如公式(1)所示，其中kp为比例增益，ki为积分增益；kp和ki的取值范围为(0,9999)，本申请实施例优选kp＝30，ki＝22。(4)测量各常规直流线路和柔性直流有功功率当前值Pnow，加上待调整的直流功率ΔP，得到直流功率参考值Pref；(5)将常规直流线路和柔性直流线路的输送功率调整为步骤(4)计算得到的各线路直流功率参考值Pref；在柔性直流功率调整过程中对柔性直流有功功率调节速度进行附加控制，加入时间常数为Tb的一阶惯性环节。一阶惯性环节的传递函数为时间常数为Tb的求解包括以下步骤：(a)定义常规直流和柔性直流有功功率阶跃响应时间为，从有功功率阶跃指令发生起，到直流有功功率达到与最终稳态值之差的绝对值不超过5％稳态改变量的时间。(b)对柔性直流输入有功功率阶跃指令，测量柔性直流实时有功功率，根据(a)步骤中的定义，得到柔性直流有功功率阶跃响应时间T1＝0.2秒。(c)对常规直流输入有功功率阶跃指令，测量常规直流实时有功功率，根据(a)步骤中的定义，得到常规直流有功功率阶跃响应时间T2＝0.5秒。(d)根据Tb＝T2-T1，得到Tb＝0.3秒。如图2所示为某多直流馈入孤岛系统受到小扰动情况下，由于FLC的调节作用，柔性直流和常规直流的有功功率参考值由故障前的1000MW增大到1100MW，柔性直流提升到指令功率的时间为0.2秒，常规直流提升到指令功率的时间为0.5秒。如图3所示为某多直流馈入孤岛系统受到同一扰动情况下，采用上述本专利技术技术方案，对柔性直流有功功率调节速度进行附加控制，加入一阶惯性环节后，柔性直流和常规直流提升到指令功率的时间均为0.5秒左右，基本同步。申请人结合说明书附图对本专利技术的实施例做了详细的说明与描述，但是本领域技术人员应该理解，以上实施例仅本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多直流线路送出孤岛的直流频率限制控制器协调控制方法，所述多直流线路包括常规直流线路和柔性直流线路；其特征在于：将不同类型的各回直流线路的直流频率限制控制器FLC外特性统一起来，通过协调配合多回直流线路的直流频率限制控制器FLC，平衡多直流线路送端系统故障情况下的功率波动，提高系统频率稳定性。

【技术特征摘要】
1.一种多直流线路送出孤岛的直流频率限制控制器协调控制方法，所述多直流线路包括常规直流线路和柔性直流线路；其特征在于：将不同类型的各回直流线路的直流频率限制控制器FLC外特性统一起来，通过协调配合多回直流线路的直流频率限制控制器FLC，平衡多直流线路送端系统故障情况下的功率波动，提高系统频率稳定性。2.一种多直流线路送出孤岛的直流频率限制控制器协调控制方法，所述多直流线路包括常规直流线路和柔性直流线路；其特征在于，所述方法包含以下步骤：(1)测量各常规直流线路和柔性直流线路中整流站换流母线的频率，经滤波得到基波频率f，计算基波频率f与工频的偏差量Δf；(2)判断各常规直流线路和柔性直流线路整流站换流母线基波频率与工频的偏差量Δf是否超出其直流频率限制控制器FLC死区f_dead，当|Δf|＞f_dead时，则执行步骤(3)，否则，返回步骤(1)；其中，各常规直流线路和柔性直流线路的直流频率限制控制器FLC采用相同的死区f_dead；(3)各常规直流线路和柔性直流线路的直流频率限制控制器FLC启动，根据偏差量Δf计算出各线路需要调整的直流功率ΔP；其中，各常规直流线路和柔性直流线路中的直流频率限制控制器FLC的控制方式和控制参数保持相同；(4)测量各常规直流线路和柔性直流线路有功功率当前值Pnow，加上待调整的直流功率ΔP，得到各线路的直流功率参考值Pref；(5)将各常规直流线路和柔性直流线路的输送功率调整为步骤(4)计算得到的各线路直流功率参考值Pref；在柔性直...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭琦，李伟，韩伟强，孙晓彦，时伯年，高鸿飞，陈志民，
申请(专利权)人：中国南方电网有限责任公司电网技术研究中心，南方电网科学研究院有限责任公司，北京四方继保自动化股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44