一种柔性直流定电压控制模式参数设计方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种柔性直流定电压控制模式参数设计方法和系统，将电网运行方式分别调节至适用于定无功控制模式核算的大负荷和小负荷电网运行方式，分别计算换流站交流母线的第一三相短路容量和第二三相短路容量，在确定柔性直流稳态无功上下限和柔性直流稳态无功控制的电压上下限后，根据第一三相短路容量计算稳态电压控制的无功上下限，然后根据第二三相短路容量确定暂态调压区间，从而得到了柔性直流定电压控制模式的所有参数。实现了优化柔性直流定电压控制模式参数设计，将电网电压控制在合理范围内，充分发挥柔性直流稳态调压能力，提高电网运行的稳定水平的技术效果。提高电网运行的稳定水平的技术效果。提高电网运行的稳定水平的技术效果。

【技术实现步骤摘要】
一种柔性直流定电压控制模式参数设计方法和系统


[0001]本专利技术涉及柔性直流输电
，尤其涉及一种柔性直流定电压控制模式参数设计方法和系统。

技术介绍

[0002]柔性直流输电技术可有效解决常规直流换相失败的问题，且具备有功无功独立控制等优点。随着大容量IGBT等功率器件的发展，柔性主流已经在新能源并网、分区互联、远距离输电方面得到了广泛的应用。
[0003]由于柔性直流在交流故障期间可为交流系统提供无功支撑，因此，柔性主流在受端电网应用更为广泛，目前对于柔性直流的研究主要集中的柔性直流对提高受端电网暂态稳定性的作用，却几乎没有对稳态运行的无功控制的研究。柔性直流具备无功独立调节的能力，因而可以利用其稳态无功控制参与电网的稳态调压。柔性直流稳态无功控制分为定无功控制模式和定电压控制模式，定无功控制模式也称为Q模式，定电压控制模式也称为U模式。用电负荷的不断变化，尤其是峰谷时段的负荷变化，会导致交流系统电压出现较大范围的波动，较低的电压会降低电网的稳定水平，较高的电压容易引起过电压风险和电网设备的损坏。因此，提供一种柔性直流定电压控制模式参数设计方法和系统，以便于将电网电压控制在合理范围内，充分发挥柔性直流稳态调压能力，提高电网运行的稳定水平，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种柔性直流定电压控制模式参数设计方法和系统，用于优化柔性直流定电压控制模式参数设计，将电网电压控制在合理范围内，充分发挥柔性直流稳态调压能力，提高电网运行的稳定水平。
[0005]有鉴于此，本专利技术第一方面提供了一种柔性直流定电压控制模式参数设计方法，包括：
[0006]S1、调节适用于定电压控制模式核算的电网运行方式，使得电网在大负荷方式下，柔性直流与交流系统交换的无功为0，根据大负荷方式下的电网短路电流计算换流站交流母线的第一三相短路容量S1；
[0007]S2、调节适用于定电压控制模式核算的电网运行方式，使得电网在小负荷方式下，柔性直流与交流系统交换的无功为0，根据小负荷方式下的电网短路电流计算换流站交流母线的第二三相短路容量S2；
[0008]S3、基于步骤S1或步骤S2下的电网运行方式，调节柔性直流输出的无功功率和吸收的无功功率，确定柔性直流稳态无功上限和下限；
[0009]S4、根据电网相邻交流变电站的AVC电压上下限确定柔性直流稳态无功控制的电压上限和下限；
[0010]S5、根据第一三相短路容量S1计算稳态电压控制的无功上限和下限；
[0011]S6、根据柔性直流稳态无功控制的电压上限和下限以及第二三相短路容量S2，确定暂态调压区间，暂态调压区间的下限为柔性直流无功达到柔性直流稳态无功下限时的电压值，暂态调压区间的上限为柔性直流无功达到柔性直流稳态无功上限时的电压值。
[0012]可选地，步骤S3包括：
[0013]增大柔性直流输出的无功功率，使得换流站交流电压达到550kV，记录此时的无功功率为Q1；
[0014]增大柔性直流吸收的无功功率，使得换流站交流电压达到500kV，记录此时的无功功率为
‑
Q2；
[0015]取柔性直流稳态无功上限为Q
max
＝min{Q1,Q
N
}，取柔性直流稳态无功下限为Q
min
＝max{
‑
Q2,
‑
Q
N
}，其中，Q
N
为柔性直流换流站的无功设计能力上限，
‑
Q
N
为柔性直流换流站的无功设计能力下限。
[0016]可选地，步骤S4包括：
[0017]获取电网相邻交流变电站的AVC电压上限U
acmax
和电网相邻交流变电站的AVC电压下限U
acmin
；
[0018]取柔性直流稳态无功控制的电压上限为U
op_max
＝U
acmax
+ΔU，柔性直流稳态无功控制的电压下限为U
op_min
＝U
acmin
‑
ΔU，其中，ΔU为档位差。
[0019]可选地，步骤S5包括：
[0020]根据第一三相短路容量S1、柔性直流稳态无功上限和下限，计算大负荷方式下无功对电压的导数k，计算公式为：
[0021][0022]根据大负荷方式下无功对电压的导数k计算稳态电压控制的无功上限和下限，计算公式为：
[0023][0024]Q
op_min
＝
‑
Q
op_max
[0025]其中，α为经验系数，Q
op_max
为稳态电压控制的无功上限，Q
op_min
为稳态电压控制的无功下限。
[0026]可选地，步骤S6包括：
[0027]根据第二三相短路容量S2、柔性直流稳态无功上限Q
max
和柔性直流稳态无功下限Q
min
，计算低压暂态调压无功对电压的导数k1和高压暂态调压无功对电压的导数k2，计算公式为：
[0028][0029]根据低压暂态调压无功对电压的导数k1和高压暂态调压无功对电压的导数k2分别计算暂态调压区间的下限U
rate_min
和上限U
rate_max
，计算公式为：
[0030][0031][0032]本专利技术第二方面提供了一种柔性直流定电压控制模式参数设计系统，包括：
[0033]第一运行方式调节模块，用于调节适用于定电压控制模式核算的电网运行方式，使得电网在大负荷方式下，柔性直流与交流系统交换的无功为0，根据大负荷方式下的电网短路电流计算换流站交流母线的第一三相短路容量S1；
[0034]第二运行方式调节模块，用于调节适用于定电压控制模式核算的电网运行方式，使得电网在小负荷方式下，柔性直流与交流系统交换的无功为0，根据小负荷方式下的电网短路电流计算换流站交流母线的第二三相短路容量S2；
[0035]稳态无功上下限确定模块，用于基于第一运行方式调节模块或第二运行方式调节模块的电网运行方式，调节柔性直流输出的无功功率和吸收的无功功率，确定柔性直流稳态无功上限和下限；
[0036]电压上下限确定模块，用于根据电网相邻交流变电站的AVC电压上下限确定柔性直流稳态无功控制的电压上限和下限；
[0037]稳态电压控制的无功上下限确定模块，用于根据第一三相短路容量S1计算稳态电压控制的无功上限和下限；
[0038]暂态调压区间确定模块，用于根据柔性直流稳态无功控制的电压上限和下限以及第二三相短路容量S2，确定暂态调压区间，暂态调压区间的下限为柔性直流无功达到柔性直流稳态无功下限时的电压值，暂态调压区间的上限为柔性直流无功达到柔性直流稳态无功上限时的电压值。
[0039]可选地，稳态无功上下限确定模块本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种柔性直流定电压控制模式参数设计方法，其特征在于，包括：S1、调节适用于定电压控制模式核算的电网运行方式，使得电网在大负荷方式下，柔性直流与交流系统交换的无功为0，根据大负荷方式下的电网短路电流计算换流站交流母线的第一三相短路容量S1；S2、调节适用于定电压控制模式核算的电网运行方式，使得电网在小负荷方式下，柔性直流与交流系统交换的无功为0，根据小负荷方式下的电网短路电流计算换流站交流母线的第二三相短路容量S2；S3、基于步骤S1或步骤S2下的电网运行方式，调节柔性直流输出的无功功率和吸收的无功功率，确定柔性直流稳态无功上限和下限；S4、根据电网相邻交流变电站的AVC电压上下限确定柔性直流稳态无功控制的电压上限和下限；S5、根据第一三相短路容量S1计算稳态电压控制的无功上限和下限；S6、根据柔性直流稳态无功控制的电压上限和下限以及第二三相短路容量S2，确定暂态调压区间，暂态调压区间的下限为柔性直流无功达到柔性直流稳态无功下限时的电压值，暂态调压区间的上限为柔性直流无功达到柔性直流稳态无功上限时的电压值。2.根据权利要求1所述的柔性直流定电压控制模式参数设计方法，其特征在于，步骤S3包括：增大柔性直流输出的无功功率，使得换流站交流电压达到550kV，记录此时的无功功率为Q1；增大柔性直流吸收的无功功率，使得换流站交流电压达到500kV，记录此时的无功功率为
‑
Q2；取柔性直流稳态无功上限为Q
max
＝min{Q1,Q
N
}，取柔性直流稳态无功下限为Q
min
＝max{
‑
Q2,
‑
Q
N
}，其中，Q
N
为柔性直流换流站的无功设计能力上限，
‑
Q
N
为柔性直流换流站的无功设计能力下限。3.根据权利要求2所述的柔性直流定电压控制模式参数设计方法，其特征在于，步骤S4包括：获取电网相邻交流变电站的AVC电压上限U
acmax
和电网相邻交流变电站的AVC电压下限U
acmin
；取柔性直流稳态无功控制的电压上限为U
op_max
＝U
acmax
+ΔU，柔性直流稳态无功控制的电压下限为U
op_min
＝U
acmin
‑
ΔU，其中，ΔU为档位差。4.根据权利要求3所述的柔性直流定电压控制模式参数设计方法，其特征在于，步骤S5包括：根据第一三相短路容量S1、柔性直流稳态无功上限和下限，计算大负荷方式下无功对电压的导数k，计算公式为：根据大负荷方式下无功对电压的导数k计算稳态电压控制的无功上限和下限，计算公式为：
Q
op_min
＝
‑
Q
op_max
其中，α为经验系数，Q
op_max
为稳态电压控制的无功上限，Q
op_min
为稳态电压控制的无功下限。5.根据权利要求4所述的柔性直流定电压控制模式参数设计方法，其特征在于，步骤S6包括：根据第二三相短路容量S2、柔性直流稳态无功上限Q
max
和柔性直流稳态无功下限Q
min
，计算低压暂态调压无功对电压的导数k1和高压暂态调压无功对电压的导数k2，计算公式为：根据低压暂态调压无功对电压的导数k1和高压暂态调压无功对电压的导数k2分别计算暂态调压区间的下限U
rate_min
和上限U
rate_max
，计算公式为：，计算公式为：6.一种柔性直流定电压控制模式参数设计系统，其特征在于，包括：第一运行方式调节模块，用于调节适用于定电压控制模式核算的电网...

【专利技术属性】
技术研发人员：苗璐，黄东启，龙霏，周保荣，杨诚，姚文峰，樊玮，刘宇，付超，秦颖婕，田宝烨，
申请(专利权)人：南方电网科学研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：