一种柔性直流系统灵活电压的控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种柔性直流系统灵活电压控制的控制方法，当直流系统输送功率较少时，通过适当减少柔性直流输电系统直流电压，从而减少一次设备承受高压的时间，减小设备暂态过电压耐受。当直流系统输送功率较大时，快速回复柔性直流输电系统直流电压到额定值，确保系统满功率运行。本发明专利技术的控制方法结合功率判断和功率预测判断，能够减小因功率波动引起的系统运行电压频繁切换问题。统运行电压频繁切换问题。统运行电压频繁切换问题。

【技术实现步骤摘要】
一种柔性直流系统灵活电压的控制方法


[0001]本专利技术涉及电力系统柔性直流输电系统，尤其涉及一种柔性直流系统灵活电压的控制方法。

技术介绍

[0002]大规模长距离新能源接入系统一般采用柔直系统接入交流电网。但是新能源系统尤其是风能，随季节和周期风力资源变化较大。在强风季节，柔直系统输送较大功率，在弱风机季节，将会有较长时间段运行在低功率输送模式。此时直流系统在额定电压下输送较小电流。直流电缆常年运行在高直流电压下。虽然电缆直流电缆等系统在设计之初就已经预留了足够的裕度，但是大裕度意味着高成本。为了能够延长直流电缆的使用寿命，减少故障期间暂态电压耐受，有必要探索出一种在高功率运行、低功率较低灵活直流电压的控制方法，以期在后续工程中根据新能源功率的输送特点进行动态调节，降低正常运行时电缆电压耐受。
[0003]实际工程中柔性直流系统的额定电压是固定的，并无降压运行等灵活电压运行的先例。与常规直流工程只需调节晶闸管控制角就可控制直流电压运行不同，柔性流输电由于控制条件需要满足一定的调制比裕度。所以，柔性直流输电运行在降压状态，其电压降低幅度也不会过大。

技术实现思路

[0004]专利技术目的：本专利技术的目的是提供一种降低暂态过程过电压和过电流的柔性直流系统灵活电压的控制方法。
[0005]技术方案：本专利技术的控制方法如下：
[0006]当直流输送功率小于等于k
p1
P
r
超过Δt1时，直流运行电压为k
ud
U
r
；
[0007]当直流输送功率大于等于k
p2
P
r
超过Δt2时，直流运行电压为U
r
；
[0008]更改直流电压控制指令，同时同比率根据直流电压大小来调整子模块电压大小：
[0009]当柔直系统运行直流电压为U
r
时，子模块平均电压为U
cmr
；
[0010]当柔直系统运行直流电压由U
r
切换为k
ud
U
r
时，子模块平均电压由U
cmr
切换为k
ud
U
cmr
；
[0011]当柔直系统运行直流电压由k
ud
U
r
切换为U
r
时，子模块平均电压由k
ud
U
cmr
切换为U
cmr
；
[0012]其中，P
r
为直流系统额定输送功率，U
r
为直流系统额定直流运行电压；k
p1
,k
p2
,k
ud
为小于1的系数，k
p3
≥k
p2
≥k
p1
；Δt1为1s～24h，Δt2为20ms～24h。
[0013]进一步，k
p1
为0.2～0.9，k
p2
为0.5～1.0，k
p3
为0.5～1.0，k
ud
为0.7～1.0。
[0014]进一步，所述更改直流电压控制指令，采用的电压控制切换策略如下：
[0015]S1，当输送功率大于k
p3
P
r
且持续Δt3时间后，发出全压运行指令且电压调节速率为k3；
[0016]S2，当输送功率大于k
p2
P
r
且持续Δt2时间后，发出全压运行指令且电压调节速率为k2；
[0017]S3，来自功率预测的全压运行指令，且电压调节速率为k
2pre
；
[0018]S4，当输送功率小于k
p1
P
r
且持续Δt1时间后时，发出降压运行指令且电压调节速率为k1；
[0019]S5，来自功率预测的降压运行指令，且电压调节速率为k
1pre
；
[0020]直流电压控制指令S1
‑
S5的优先级为由高到低，当调节电压速率k应用于直流电压运行速率时，其代表直流电压实际电压调整速率为kU
r
，当应用于子模块调整平均电压调整速率时，其代表子模块平均电压实际电压调整速率为kU
cmr
；其中，k为k1、k2、k3、k
1pre
,k
2pre
，均小于0.05pu/s；Δt3为20ms～24h。
[0021]进一步，当控制系统发出降压运行指令后，如果此时柔性直流系统为全压运行，柔性直流系统降压运行步骤如下：
[0022]S11，通过控直流电压站，控制系统直流电压指令值由U
r
切换为k
ud
U
r
，切换速率为k1或k
1pre
；
[0023]S12，通过阀控控制子模块平均电压由U
cmr
切换为k
ud
U
cmr
，切换速率为k1或k
1pre
。
[0024]5、根据权利要求3所述的柔性直流系统灵活电压的控制方法，其特征在于，
[0025]当控制系统发出全压运行指令后，如果此时柔性直流系统为降压运行，柔性直流系统全压运行步骤如下：
[0026]S21，通过阀控控制子模块平均电压由k
ud
U
cmr
切换为U
cmr
，切换速率为随指令值发出的k2、k3或k
2pre
；
[0027]S22，通过控直流电压站控制系统直流电压指令值由k
ud
U
r
切换为U
r
，切换速率为随指令值发出的k2、k3或k
2pre
。
[0028]本专利技术与现有技术相比，其显著效果如下：1、根据新能源特点在低功率期间降低直流电压运行，减少直流设备所处高压的时间，增加寿命、减少成本；2、控制策略结合功率判断和功率预测判断，能够减小因功率波动引起的系统运行电压频繁切换问题；3、相比较于传统的直接降低电压控制指令值，通过调节子模块平均电压的方式调节直流运行电压，能够能提供更多的控制和安全裕度；4、本专利技术通过向上向下同时延展调制波，减小了系统频繁切换的频率，减小降压运行的设计裕度损失。
附图说明
[0029]图1为本专利技术的总流程示意图；
[0030]图2为本专利技术采用不同调压方式控制裕度对比示意图；
[0031]图3为本专利技术灵活电压调整曲线图。
具体实施方式
[0032]下面结合说明书附图和具体实施方式对本专利技术做进一步详细描述。
[0033]设定柔性直流工程额定直流电压为U
r
，额定阀侧线电压有效值为U
acr
，调制本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种柔性直流系统灵活电压的控制方法，其特征在于，当直流输送功率小于等于k
p1
P
r
超过Δt1时，直流运行电压为k
ud
U
r
；当直流输送功率大于等于k
p2
P
r
超过Δt2时，直流运行电压为U
r
；更改直流电压控制指令，同时同比率根据直流电压大小来调整子模块电压大小：当柔直系统运行直流电压为U
r
时，子模块平均电压为U
cmr
；当柔直系统运行直流电压由U
r
切换为k
ud
U
r
时，子模块平均电压由U
cmr
切换为k
ud
U
cmr
；当柔直系统运行直流电压由k
ud
U
r
切换为U
r
时，子模块平均电压由k
ud
U
cmr
切换为U
cmr
；其中，P
r
为直流系统额定输送功率，U
r
为直流系统额定直流运行电压；k
p1
,k
p2
,k
ud
为小于1的系数，k
p3
≥k
p2
≥k
p1
；Δt1为1s～24h，Δt2为20ms～24h。2.根据权利要求1所述的柔性直流系统灵活电压的控制方法，其特征在于，k
p1
为0.2～0.9，k
p2
为0.5～1.0，k
p3
为0.5～1.0，k
ud
为0.7～1.0。3.根据权利要求1所述的柔性直流系统灵活电压的控制方法，其特征在于，所述更改直流电压控制指令，采用的电压控制切换策略如下：S1，当输送功率大于k
p3
P
r
且持续Δt3时间后，发出全压运行指令且电压调节速率为k3；S2，当输送功率大于k
p2
...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨张斌，李钢，彭代晓，王仙荣，罗代军，蒋伟，胡宗邱，张斯翔，
申请(专利权)人：南京南瑞继保电气有限公司，
类型：发明
国别省市：