一种用于混合多馈入直流系统柔性直流逆变站的控制方法技术方案

本发明专利技术实施例公开了一种用于混合多馈入直流系统柔性直流逆变站的控制方法，实现了提升常规直流在故障后的有效短路比，降低常规直流因换相失败导致直流闭锁和停运的风险，同时兼顾受端交流电网(尤其是容量较小的受端电网)频率稳定和电压稳定的不同运行需求，确保多馈入系统安全可靠运行。

【技术实现步骤摘要】
一种用于混合多馈入直流系统柔性直流逆变站的控制方法
本专利技术涉及电力电子
，尤其涉及一种用于混合多馈入直流系统柔性直流逆变站的控制方法。
技术介绍
与常规直流输电(Line-commutatedConverterbasedHVDC，LCC-HVDC)相比，基于电压源换流器的新一代柔性直流输电(VoltageSourceConverterbasedHVDC，VSC-HVDC)具有控制能力强、响应速度快、有功无功解耦输出等优点，且不受交流电网短路容量限制，适合向无源系统送点，并具备组成直流电网的条件，因此受到国内外的高度关注，成为电气工程领域的研究热点。近年来，柔性直流输电技术在风电并网、无源系统独立供电、交流电网异步互联等领域获得成功应用。随着电力电子技术进一步发展，在我国受端负荷中心将形成常规直流和柔性直流混合多馈入的格局。研究常规直流与柔性直流之间的交互作用机理，利用柔性直流控制能力强的特点提高常规直流馈入系统稳定性具有重要的意义。国内外学者对单馈入直流系统和多馈入直流系统的特性开展了大量的研究，然而这些研究大多针对常规直流，计及柔性直流影响的研究尚处于起步阶段。有文献在VSC-HVDC运行点附近近似估算其等效阻抗，参与系统阻抗阵计算并评估柔性直流接入后对有效短路比的影响，该方法在稳态运行点附近适用，难以推广到电网发生扰动后的情况。另有文献提出一种视在有效短路比增量的概念，通过计算与混合双馈入系统具有相同最大传输功率的常规直流独立馈入系统的有效短路比，计算得到柔性直流的视在短路比增量，该方法的数值计算量太大，难以用于实际电网控制。在频率控制方面，现有的方法主要在柔性直流逆变站的功率指令上叠加一个与馈入电网频率波动成比例的功率增加，调节馈入电网的频率。在电压稳定控制方面，现有方法主要考虑柔性直流对器馈入点电压的反馈调节，输出动态无功功率调整电压。现有方法的不足主要有两点：首先，现有方法往往只针对频率稳定或电压稳定一种稳定问题，未能将频率稳定和电压稳定两种控制目标协调起来，而在受端交流电网容量较小的情况下，上述两种稳定问题往往交织出现；其次，现有方法没有考虑柔性直流与并列馈入的常规直流之间的交互影响，研究表明在多馈入直流系统中，受端交流电网故障后常规直流发生换相失败乃至闭锁是引起电网崩溃的主要风险，而利用柔性直流有功无功快速解耦控制的特点，有可能提高常规直流的有效短路比，降低换相失败的风险，然而目前尚未有相关的控制方法。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种用于混合多馈入直流系统柔性直流逆变站的控制方法，实现提升常规直流在故障后的有效短路比，降低常规直流因换相失败导致直流闭锁和停运的风险，同时兼顾受端交流电网(尤其是容量较小的受端电网)频率稳定和电压稳定的不同运行需求，确保多馈入系统安全可靠运行。本专利技术实施例提供的一种用于混合多馈入直流系统柔性直流逆变站的控制方法，包括：S1：在包含常规直流和柔性直流的受端电网系统中，通过电网拓扑结构和直流容量，计算所述柔性直流对不同馈入点的常规直流的短路比提升系数，获取短路比提升系数满足预定条件的常规直流的集合，获取所述常规直流的集合内的受端交流电网节点的电压最小值；S2：通过所述电压最小值和预定的节点额定电压值、低电压阈值、过电压阈值、低周阈值、高周阈值获取所述柔性直流的控制模式的电压-频率条件坐标图，获取与所述控制模式对应的功率指令；S3：获取所述柔性直流馈入点的电压值和频率值，通过所述柔性直流馈入点的电压值和频率值和所述电压-频率坐标图确定所述柔性直流的控制模式，将所述功率指令发送至对应的所述柔性直流逆变站，所述柔性直流逆变站通过所述功率指令通过底层控制输出对应功率。优选地，所述柔性直流的控制模式包括稳态运行模式、动态调压模式、频率控制模式、提升短路比控制模式和暂态故障控制模式。本专利技术实施例中提供的一种用于混合多馈入直流系统柔性直流逆变站的控制装置，包括：第一获取单元，用于在包含常规直流和柔性直流的受端电网系统中，通过电网拓扑结构和直流容量，计算所述柔性直流对不同馈入点的常规直流的短路比提升系数，获取短路比提升系数满足预定条件的常规直流的集合，获取所述常规直流的集合内的受端交流电网节点的电压最小值；第二获取单元，用于通过所述电压最小值和预定的节点额定电压值、低电压阈值、过电压阈值、低周阈值、高周阈值获取所述柔性直流的控制模式的电压-频率条件坐标图，获取与所述控制模式对应的功率指令；输出单元，用于通过获取所述柔性直流馈入点的电压值和频率值，通过所述柔性直流馈入点的电压值和频率值和所述电压-频率坐标图确定所述柔性直流的控制模式，将所述功率指令发送至对应的所述柔性直流逆变站，所述柔性直流逆变站通过所述功率指令通过底层控制输出对应功率。优选地，所述柔性直流的控制模式包括稳态运行模式、动态调压模式、频率控制模式、提升短路比控制模式和暂态故障控制模式。从以上技术方案可以看出，本专利技术实施例具有以下优点：本专利技术实施例中提供的一种用于混合多馈入直流系统柔性直流逆变站的控制方法包括：S1：在包含常规直流和柔性直流的受端电网系统中，通过电网拓扑结构和直流容量，计算所述柔性直流对不同馈入点的常规直流的短路比提升系数，获取短路比提升系数满足预定条件的常规直流的集合，获取所述常规直流的集合内的受端交流电网节点的电压最小值；S2：通过所述电压最小值和预定的节点额定电压值、低电压阈值、过电压阈值、低周阈值、高周阈值获取所述柔性直流的控制模式的电压-频率条件坐标图，获取与所述控制模式对应的功率指令；S3：获取所述柔性直流馈入点的电压值和频率值，通过所述柔性直流馈入点的电压值和频率值和所述电压-频率坐标图确定所述柔性直流的控制模式，将所述功率指令发送至对应的所述柔性直流逆变站，所述柔性直流逆变站通过所述功率指令通过底层控制输出对应功率。本实施例中，通过馈入同一交流电网常规直流和柔性直流之间的交互作用机理，同时还从频率稳定和电压稳定不同角度分析了受端交流电网稳定运行的需求，实现提升常规直流在故障后的有效短路比，降低常规直流因换相失败导致直流闭锁和停运的风险，同时兼顾受端交流电网(尤其是容量较小的受端电网)频率稳定和电压稳定的不同运行需求，确保多馈入系统安全可靠运行。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1本专利技术实施例中提供的一种用于混合多馈入直流系统柔性直流逆变站的控制方法的一个实施例的流程示意图；图2本专利技术实施例中提供的一种用于混合多馈入直流系统柔性直流逆变站的控制装置的一个实施例的结构示意图；图3本专利技术实施例中提供的一种含有常规直流和柔性直流的混合多馈入直流受端电网拓扑示意图；图4本专利技术实施例中提供的一种控制方法总体结构框图；图5本专利技术实施例中提供的一种柔性直流逆变站控制模式管理分区示意图。具体实施方式本专利技术实施例提供了一种用于混合多馈入直流系统柔性直流逆变站的控制方法，实现了提升常规直流在故障后的有效短路比，降低常规直流因换相失败导致直流闭锁和停运的风险本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于混合多馈入直流系统柔性直流逆变站的控制方法，其特征在于，包括：S1：在包含常规直流和柔性直流的受端电网系统中，通过电网拓扑结构和直流容量，计算所述柔性直流对不同馈入点的常规直流的短路比提升系数，获取短路比提升系数满足预定条件的常规直流的集合，获取所述常规直流的集合内的受端交流电网节点的电压最小值；S2：通过所述电压最小值和预定的节点额定电压值、低电压阈值、过电压阈值、低周阈值、高周阈值获取所述柔性直流的控制模式的电压‑频率条件坐标图，获取与所述控制模式对应的功率指令；S3：获取所述柔性直流馈入点的电压值和频率值，通过所述柔性直流馈入点的电压值和频率值和所述电压‑频率坐标图确定所述柔性直流的控制模式，将所述功率指令发送至对应的所述柔性直流逆变站，所述柔性直流逆变站通过所述功率指令通过底层控制输出对应功率。

【技术特征摘要】
1.一种用于混合多馈入直流系统柔性直流逆变站的控制方法，其特征在于，包括：S1：在包含常规直流和柔性直流的受端电网系统中，通过电网拓扑结构和直流容量，计算所述柔性直流对不同馈入点的常规直流的短路比提升系数，获取短路比提升系数满足预定条件的常规直流的集合，获取所述常规直流的集合内的受端交流电网节点的电压最小值；S2：通过所述电压最小值和预定的节点额定电压值、低电压阈值、过电压阈值、低周阈值、高周阈值获取所述柔性直流的控制模式的电压-频率条件坐标图，获取与所述控制模式对应的功率指令；S3：获取所述柔性直流馈入点的电压值和频率值，通过所述柔性直流馈入点的电压值和频率值和所述电压-频率坐标图确定所述柔性直流的控制模式，将所述功率指令发送至对应的所述柔性直流逆变站，所述柔性直流逆变站通过所述功率指令通过底层控制输出对应功率。2.根据权利要求1所述的用于混合多馈入直流系统柔性直流逆变站的控制方法，其特征在于，所述柔性直流的控制模式包括稳态运行模式、动态调压模式、频率控制模式、提升短路比控制模式和暂态故障控制模式。3.一种用于混合多...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱良合，袁志昌，盛超，骆潘钿，张俊峰，杨汾艳，陈锐，刘正富，黄辉，郭敬梅，唐酿，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司电力科学研究院，清华大学，
类型：发明
国别省市：广东,44