级联型混合直流与UPFC间的综合协调控制方法、设备及介质技术

本发明专利技术涉及柔性交流输电技术领域，尤其涉及一种级联型混合直流与UPFC间的协调控制方法、设备及介质方法，包括如下步骤：将受端级联混合直流输电整流站的MMC3换流站无功控制模式设为定交流系统电压，有功控制模式设为定直流电压；在MMC3换流站中设置动态限幅无功支撑环节；设置UPFC串联为定有功功率模式；在UPFC有功控制环上附加频率控制环节；解锁UPFC与混合级联直流并提升功率至额定值。本发明专利技术中，基于UPFC的频率支撑策略及基于动态限幅的电压支撑策略，在系统发生故障期间，结合级联型混合直流相关控制方式和UPFC相关控制方式，提出有功无功协调控制策略，一定程度上抑制混合直流功率返送并提供无功支撑，防止交流系统频率和电压波动较大。和电压波动较大。和电压波动较大。

【技术实现步骤摘要】
级联型混合直流与UPFC间的综合协调控制方法、设备及介质


[0001]本专利技术涉及柔性交流输电
，尤其涉及一种级联型混合直流与UPFC间的协调控制方法、设备及介质。

技术介绍

[0002]柔性交流输电技术（Flexible Alternating Current Transmission Systems，FACTS）是综合电力电子技术、微处理和微电子技术、通信技术和控制技术而形成的用于灵活快速控制交流输电的新技术，它能够增强交流电网的稳定性并降低电力传输的成本。该技术通过为电网提供感应或无功功率从而提高输电质量和效率。
[0003]统一潮流控制器（Unified Power Flow Controller，UPFC）作为第三代FACTS元件之一，也是最有力、最全面的晶闸管控制装置，通过控制规律调节功率和线路参数，UPFC可分别或同时实现串联补偿、并联补偿、移相等集中不同的功能，提高线路传输能力、稳定性及阻尼震荡，具有独特的实时控制传输线路潮流的特性。与其他FACTS控制器相比，UPFC控制范围较大，控制方式更为灵活，可对输电线路的潮流进行准确、灵活地控制，从而均衡输电通道潮流，提升稀缺廊道资源的输电效率。
[0004]混合直流输电由于结合了常规直流输电（Line
‑
commuted Converter based High Voltage Direct Current，LCC
‑
HVDC）与柔性直流输电（Voltage Source Converter based High Voltage Direct Current，VSC
‑
HVDC）两种各自的优点，近年来也已经成为直流输电技术的重要发展方向。混合直流系统在提升受端常规直流换向失败抵御能力的同时，其落点结构也同时有利于工程的分期建设，减少对受端电网的影响。
[0005]现有技术中，尚无相关研究针对UPFC与混合级联直流间的协调问题进行分析，对于如江苏电网中同时含级联型混合直流与UPFC的多类型换流器馈入系统，亟需制定两者间有功无功间的相互协调，利用两者各自的控制能力提升系统稳定运行能力。
[0006]公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在加深对本专利技术的总体
技术介绍
的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

[0007]本专利技术提供了一种级联型混合直流与UPFC间的协调控制方法、设备及介质，从而有效解决
技术介绍
中的问题。
[0008]为了达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种级联型混合直流与UPFC间的协调控制方法，包括如下步骤：将受端级联混合直流输电整流站的MMC3换流站无功控制模式设为定交流系统电压，有功控制模式设为定直流电压；在MMC3换流站中设置动态限幅无功支撑环节；设置UPFC串联为定有功功率模式；在UPFC有功控制环上附加频率控制环节；
解锁UPFC与混合级联直流并提升功率至额定值。
[0009]进一步地，所述动态限幅无功支撑环节包括：其中，i
dlim
为有功电流限幅值，i
Dlim
为需要保证的最小有功电流限幅值，i
q
为测量的实际有功电流，i
d
为测量的实际无功电流，i
lim
为有功无功电流总限幅值。
[0010]进一步地，所述MMC3换流站中，直流侧电压U
dc
与直流侧电压参考值U
dcref
经过第一比例增益控制器后，再经过动态有功电流限幅，得到有功电流参考值；交流侧电压U
ac
与交流侧电压参考值U
acref
经过第二比例增益控制器后，经过总电流限幅值，得到无功电流参考值。
[0011]进一步地，所述实际无功电流i
d
由无功功率测量值Q
s
经无功功率限幅后，计算得到。
[0012]进一步地，所述附加频率控制环节包括：将有功功率测量值P
L
、有功功率参考值P
ref
和附加频率环节输出P
add
经比例积分环节和有功电流限幅值i
dlim
限幅后，输出得到有功电流输出i
dref
。
[0013]进一步地，所述附加频率环节输出P
add
由频率偏差Δf依次经过一阶滤波环节、比例积分环节和限幅环节后得到。
[0014]本专利技术中还包括一种计算机设备，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计算机程序时，实现如上述的方法。
[0015]本专利技术中还包括一种存储介质，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如上述的方法。
[0016]本专利技术的有益效果为：本专利技术基于UPFC的频率支撑策略及基于动态限幅的电压支撑策略，在系统发生故障期间，结合级联型混合直流相关控制方式和UPFC相关控制方式，提出有功无功协调控制策略，一定程度上抑制混合直流功率返送并提供无功支撑，防止交流系统频率和电压波动较大。
附图说明
[0017]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中记载的一些实施例，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。
[0018]图1为含UPFC和混合级联直流交流系统的拓扑结构图；图2为本专利技术方法的流程图；图3为动态限幅控制策略图；图4为本专利技术中UPFC附加有功频率控制的策略图；图5为3个MMC换流站功率的对比图；图6为本专利技术验证方案中有无协调控制时交流系统频率对比图；图7为本专利技术验证方案中有无协调控制时交流电压频率对比图；
图8为本专利技术计算机设备的结构示意图。
具体实施方式
[0019]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0020]如图1所示，图1为混合直流交流输电受端与UPFC的拓扑结构图，其中整流站由2组12脉动LCC串联构成，逆变站由1组12脉动换相换流器LCC和电压源换流器VSC并联组串联构成，并将低端VSC扩展为多个VSC并联并落点于不同区域电网，图中MMC为模块化多电平换流器，属于VSC的一种。UPFC设置于MMC3后，UPFC的换流器2并联接入系统，除了向换流器1提供有功功率外，还可通过变压器向系统吸收或注入无功功率，可看做是可控的并联静止无功补偿器，换流器1串联接入系统，向线路注入一个幅值和相角可调的串联电压。
[0021]如图2所示：一种级联型混合直流与UPFC间的协调控制方法，包括如下步骤：将受端级联混合直流输电整流站的MMC3换流站无功控制模式设为定交流本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种级联型混合直流与UPFC间的协调控制方法，其特征在于，包括如下步骤：将受端级联混合直流输电整流站的MMC3换流站无功控制模式设为定交流系统电压，有功控制模式设为定直流电压；在MMC3换流站中设置动态限幅无功支撑环节；设置UPFC串联为定有功功率模式；在UPFC有功控制环上附加频率控制环节；解锁UPFC与混合级联直流并提升功率至额定值。2.根据权利要求1所述的级联型混合直流与UPFC间的协调控制方法，其特征在于，所述动态限幅无功支撑环节包括：其中，i
dlim
为有功电流限幅值，i
Dlim
为需要保证的最小有功电流限幅值，i
q
为测量的实际有功电流，i
d
为测量的实际无功电流，i
lim
为有功无功电流总限幅值。3.根据权利要求2所述的级联型混合直流与UPFC间的协调控制方法，其特征在于，所述MMC3换流站中，直流侧电压U
dc
与直流侧电压参考值U
dcref
经过第一比例增益控制器后，再经过动态有功电流限幅，得到有功电流参考值；交流侧电压U
ac
与交流侧电压参考值U
acref
经过第二比例增益控制器后，经过总电流限幅值，得...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾勇勇，赵静波，贾宇乔，徐珂，李铮，吴盛军，李文博，解兵，
申请(专利权)人：江苏省电力试验研究院有限公司国网江苏省电力有限公司，
类型：发明
国别省市：