【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及多端柔性直流输电领域,具体地,涉及一种用于多端柔直输电系统的改进协调控制方法。
技术介绍
多端柔性直流输电系统是由多个基于电压源换流器(voltagesourceconverter,VSC)的换流站及其相互连接的各直流输电线路所组成的高压直流输电系统,具备常规直流输电系统远距离输电、潮流反转而电压极性不变等优点。并且,可以实现多电源供电和多落点受电,是解决目前我国电网面临的风电等大规模可再生能源并网、远距离大容量电能输送,以及输电走廊紧缺等问题的切实可行的技术手段之一。多端柔性直流输电系统安全运行除了在规划时要求必须满足N-1法则,即当任一变流站因故障或检修退出运行时,剩余系统可以恢复功率平衡而继续稳定运行,且暂态过电压不会超过设备绝缘裕度,还要求控制系统能够保证有效地控制系统的直流电压在系统允许的运行区间内,其控制系统相对复杂,各换流站间需要通过协调控制来实现系统的功率平衡。多端系统协调控制的关键在于直流电压的控制,类似于交流电网中的频率控制。目前柔性直流输电系统直流电压控制方法有主从控制、直流电压裕度控制以及直流电压下垂控制等,其中主从控制以容量最大的换流站作为主站,控制系统直流电压,从站控制直流网络传输功率,从站退出系统仍然可以继续运行,但主站退出则系统停运。主从控制结构简单,便于实现,但对高层控制有较大依赖,且对通讯的速度和准确性要求较高,适用于要求高速通讯的背靠背的多端直流型电压源换流器( ...
【技术保护点】
一种用于多端柔直输电系统的改进协调控制方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤1:构建基于多个换流站的直流输电系统,并根据下垂系数分配换流站的传输功率,设置直流输电系统中同时有两个定电压站处于工作状态,实现各个换流站之间的功率平衡;步骤2:根据直流输电系统允许运行的最大、最小直流电压设计平滑切换方法;步骤3:在定功率站的电压下垂控制器中应用反步法,减小多端系统中定电压站退出后,定功率控制站转换为定电压控制时直流输电系统的电压波动。
【技术特征摘要】
1.一种用于多端柔直输电系统的改进协调控制方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤1:构建基于多个换流站的直流输电系统,并根据下垂系数分配换流站的传输功
率,设置直流输电系统中同时有两个定电压站处于工作状态,实现各个换流站之间的功率
平衡;
步骤2:根据直流输电系统允许运行的最大、最小直流电压设计平滑切换方法;
步骤3:在定功率站的电压下垂控制器中应用反步法,减小多端系统中定电压站退出
后,定功率控制站转换为定电压控制时直流输电系统的电压波动。
2.根据权利要求1所述的用于多端柔直输电系统的改进协调控制方法,其特征在于,所
述步骤1包括:对定电压控制站设置电流调节器输出限幅,实现定电压控制和定功率控制的
平滑切换;具体地,当定功率站检测到直流电压超过设定阈值,则将定功率控制转换为带下
垂特性的定电压控制。
3.根据权利要求1所述的用于多端柔直输电系统的改进协调控制方法,其特征在于,所
述步骤2包括:在Max-Min控制环节增加切换标志位,即利用切换标志Fmax和Fmin动态设置电
压控制器和功率控制器中积分环节输出幅值,其中Fmax、Fmin表示切换标志,即利用积分环节
的慢变特性来避免暂态控制模式频繁切换;具体地,包括:
步骤2.1:当第i个换流站的直流电压反馈值Ei,其中i=1,2,3,在正常运行范围内,即:
Edc_max>Ei>Edc_min时,Edc_max表示直流输电系统允许运行的最大电压值,Edc_min表示直流输电
系统允许运行的最小电压值,经Max-Min环节最终输出d轴电流给定值idrefi,即为功率控制
器输出,此时设置标志位Fmax和Fmin均为0;
步骤2.2:当第i个换流站的直流电压反馈值Ei>Edc_max时,设置Fmax为1,利用Fmax=1标志
设置功率控制器中积分环节快速增加至正饱和限值,使得第一电压控制器输出的idrefi为1;
当直流电压下降,且功率恢复至给定值Pref以下,功率控制器中积分环节再开始反向积分,
则由Min环节切换回功率控制器输出,利用积分环节的慢变特性避免第一电压控制器和功
率控制器间的频繁切换;
步骤2.3:当直流电压反馈值Ei<Edc_min时,设置Fmin为1,利用Fmin=1标志设置功率控制器
中积分环节快速减小至负饱和限值,使得第二电压控制器输出的idrefi为1;当直流电压下
降,且功率恢复至给定值Pref以下,功率控制器中积分环节再开始反向积分,则由Min环节切
换回功率控制器输出,利用积分环节的慢变特性避免第二电压控制器和功率控制器间的频
繁切换。
4.根据权利要求1所述的用于多端柔直输电系统的改进协调控制方法,其特征在于,所
述步骤3中的反步法包括:
1)基于变流器同步旋转d-q坐标系下,建立数学模型公式(1),
dIddt=1Leq(Esd-ucd)+ωIq-RLeqIddIqdt=1Leq(Esq-ucq)-ωId-RLeqIqdEdcdt=3EsdId2CEdc-IdcC---(1)]]>其中,d轴定向在电网电压矢量上,即q轴电压Esq=0,Edc为直流电压,Idc为直流电流,Id、
Iq分别为变流器输出电流的d、q轴分量,即系统有功和无功电流,ucd、ucq分别表示变流器交
流侧d、q轴电压,C为换流器直流侧等效电容,Leq、R分别为变流器交流等效输入电感和电阻,
Esd...
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