柔性直流输电系统无功电压控制模式切换方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种柔性直流输电系统无功电压控制模式切换方法和装置，该方法包括：获取切换前后换流站安全稳态运行区域；以切换前后换流站安全稳态运行区域为约束，以切换前后新能源集群并网点稳态电压尽可能接近、孤岛模式下动态无功安全裕度最大为目标，建立切换策略数学模型；求解所述切换策略数学模型得到可控电气量的控制目标值；根据所述控制目标值控制对应的可控电气量后进行模式切换，可使得模式切换前后并网点状态最为接近、孤岛模式的动态无功安全裕度较大、系统运行在交直流混联模式的可行域内，有助于实现控制模式的平滑切换，防止暂态过程损坏新能源集群和柔直换流站。

【技术实现步骤摘要】
柔性直流输电系统无功电压控制模式切换方法和装置
本专利技术涉及柔性直流输电
，尤其涉及一种柔性直流输电系统无功电压控制模式切换方法和装置。
技术介绍
可再生能源柔性直流(VSC-HVDC)电网的送端系统(新能源集群+送端柔直换流站)一般情况下的运行状态为孤岛运行模式，即送端换流站采用定交流电压/定频率的控制(VF控制)，为送端交流孤网提供电压和频率参考，而在以下两种情况时，送端系统需要从孤岛运行模式切换到交直流混联模式(即一部分新能源场站出力汇集后通过交流升压变直接与交流大电网相连，另一部分场站出力汇集后仍通过柔直送出)：(1)新能源场站出力较大时，柔直换流站容量无法承受新能源出力，这时部分新能源场站出力需要通过与交流大电网相连来送出；(2)当受端负荷较大，新能源场站出力不足以满足负荷需求时，需要通过交流大电网向新能源并网点提供有功支撑。当送端系统从孤岛运行方式切换到交直流混联运行方式时，送端柔直换流站由VF控制切换到定有功功率/定无功功率控制(PQ控制)，送端系统无功电压控制(AVC)策略由孤岛模式切换到交直流混联模式。但是，如果切换前孤岛模式下并网点的稳态电压值与切换后交直流混联模式下并网点的稳态电压值相差较大，则不能实现平滑切换，可能会在暂态过程损坏新能源集群和柔直换流站。
技术实现思路
针对现有技术中的问题，本专利技术提供一种柔性直流输电系统无功电压控制模式切换方法和装置、电子设备以及计算机可读存储介质，能够至少部分地解决现有技术中存在的问题。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：第一方面，提供一种柔性直流输电系统无功电压控制模式切换方法，包括：获取切换前后换流站安全稳态运行区域；以切换前后换流站安全稳态运行区域为约束，以切换前后新能源集群并网点稳态电压尽可能接近、孤岛模式下动态无功安全裕度最大为目标，建立切换策略数学模型；求解所述切换策略数学模型得到可控电气量的控制目标值；根据所述控制目标值控制对应的可控电气量后进行模式切换。进一步地，所述获取切换前后换流站安全稳态运行区域，包括：基于柔直换流站容量约束、柔直换流变容量约束、柔直换流站交流电流约束、柔直换流站直流电流约束、柔直变流器调制比约束、换流变变比约束、切换后的交流升压变变比约束、系统电压约束、新能源场站运行范围约束、系统潮流方程约束获取切换前后换流站安全稳态运行区域。进一步地，所述可控电气量包括：新能源场站的无功总出力、换流站并网点流过的功率、换流变变比以及交流升压变变比。进一步地，求解所述切换策略数学模型得到各可控电气量的控制目标值时采用的是遗传算法。第二方面，提供一种柔性直流输电系统无功电压控制模式切换装置，包括：安全稳态运行区域获取模块，获取切换前后换流站安全稳态运行区域；建模模块，以切换前后换流站安全稳态运行区域为约束，以切换前后新能源集群并网点稳态电压尽可能接近、孤岛模式下动态无功安全裕度最大为目标，建立切换策略数学模型；求解模块，求解所述切换策略数学模型得到可控电气量的控制目标值；控制切换模块，根据所述控制目标值控制对应的可控电气量后进行模式切换。进一步地，所述安全稳态运行区域获取模块包括：安全稳态运行区域获取单元，基于柔直换流站容量约束、柔直换流变容量约束、柔直换流站交流电流约束、柔直换流站直流电流约束、柔直变流器调制比约束、换流变变比约束、切换后的交流升压变变比约束、系统电压约束、新能源场站运行范围约束、系统潮流方程约束获取切换前后换流站安全稳态运行区域。进一步地，所述可控电气量包括：新能源场站的无功总出力、换流站并网点流过的功率、换流变变比以及交流升压变变比。进一步地，求解所述切换策略数学模型得到各可控电气量的控制目标值时采用的是遗传算法。第三方面，提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述的柔性直流输电系统无功电压控制模式切换方法的步骤。第四方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述的柔性直流输电系统无功电压控制模式切换方法的步骤。本专利技术提供的柔性直流输电系统无功电压控制模式切换方法和装置，该方法包括：获取切换前后换流站安全稳态运行区域；以切换前后换流站安全稳态运行区域为约束，以切换前后新能源集群并网点稳态电压尽可能接近、孤岛模式下动态无功安全裕度最大为目标，建立切换策略数学模型；求解所述切换策略数学模型得到可控电气量的控制目标值；根据所述控制目标值控制对应的可控电气量后进行模式切换。通过采用上述技术方案，以切换前后运行状态变化最小为目标，提出了孤岛模式转直流混联模式的新能源集群经柔性直流送出无功电压控制模式切换技术，可使得模式切换前后并网点状态最为接近、孤岛模式的动态无功安全裕度较大、系统运行在交直流混联模式的可行域内，有助于实现控制模式的平滑切换，防止暂态过程损坏新能源集群和柔直换流站。为让本专利技术的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。附图说明为了更清楚地说明本申请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，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：图1为柔性直流输电系统的架构图；图2是本专利技术实施例中的柔性直流输电系统无功电压控制模式切换方法的流程示意图；图3示出了本专利技术实施例中的孤网模式换流站安全稳定运行区域；图4示出了本专利技术实施例中的交直流混联模式换流站完全稳定运行区域；图5示出了利用本专利技术实施例中的无功电压控制模式切换方法切换前后系统运行点调整示意图；图6示出了本专利技术实施例中的切换前网络拓扑图；图7示出了本专利技术实施例中的切换后网络拓扑图；图8示出了利用本专利技术实施例无功电压控制模式切换方法之前和之后并网点电压对比；图9示出了利用本专利技术实施例无功电压控制模式切换方法之前和之后换流站安全裕度对比；图10是本专利技术实施例中的无功电压控制模式切换装置的结构框图；图11为本专利技术实施例电子设备的结构图。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。本领域内的技术人员应明白，本专利技术的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本专利技术可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种柔性直流输电系统无功电压控制模式切换方法，其特征在于，包括：/n获取切换前后换流站安全稳态运行区域；/n以切换前后换流站安全稳态运行区域为约束，以切换前后新能源集群并网点稳态电压尽可能接近、孤岛模式下动态无功安全裕度最大为目标，建立切换策略数学模型；/n求解所述切换策略数学模型得到可控电气量的控制目标值；/n根据所述控制目标值控制对应的可控电气量后进行模式切换。/n

【技术特征摘要】
1.一种柔性直流输电系统无功电压控制模式切换方法，其特征在于，包括：
获取切换前后换流站安全稳态运行区域；
以切换前后换流站安全稳态运行区域为约束，以切换前后新能源集群并网点稳态电压尽可能接近、孤岛模式下动态无功安全裕度最大为目标，建立切换策略数学模型；
求解所述切换策略数学模型得到可控电气量的控制目标值；
根据所述控制目标值控制对应的可控电气量后进行模式切换。


2.根据权利要求1所述的柔性直流输电系统无功电压控制模式切换方法，其特征在于，所述获取切换前后换流站安全稳态运行区域，包括：
基于柔直换流站容量约束、柔直换流变容量约束、柔直换流站交流电流约束、柔直换流站直流电流约束、柔直变流器调制比约束、换流变变比约束、切换后的交流升压变变比约束、系统电压约束、新能源场站运行范围约束、系统潮流方程约束获取切换前后换流站安全稳态运行区域。


3.根据权利要求1所述的柔性直流输电系统无功电压控制模式切换方法，其特征在于，所述可控电气量包括：新能源场站的无功总出力、换流站并网点流过的功率、换流变变比以及交流升压变变比。


4.根据权利要求1所述的柔性直流输电系统无功电压控制模式切换方法，其特征在于，求解所述切换策略数学模型得到各可控电气量的控制目标值时采用的是遗传算法。


5.一种柔性直流输电系统无功电压控制模式切换装置，其特征在于，包括：
安全稳态运行区域获取模块，获取切换前后换流站安全稳态运行区域；
建模模块，以切换前后换流站安全稳态运行区域为约束，以切换前后新能源集群并网点稳态电压尽...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐曼，杜延菱，张瑞芳，刘海涛，吴林林，王冠楠，刘辉，王潇，邓晓洋，
申请(专利权)人：国网冀北电力有限公司电力科学研究院，华北电力科学研究院有限责任公司，国网冀北电力有限公司，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11