混合级联直流与UPFC间无功协调控制方法、存储介质及设备技术

本发明专利技术公开了混合级联直流与UPFC间无功协调控制方法、存储介质及设备，UPFC中串联部分的串联变压器串联在级联型混合直流系统的母线上，UPFC串联换流器与串联变压器连接，UPFC中并联部分的并联变压器并联在级联型混合直流受端LCC换流站的换流母线上，UPFC并联换流器与并联变压器连接，其特征在于，在UPFC并联换流器的外环控制环节设计动态限幅。本发明专利技术可以提升统一潮流控制器（UPFC）对级联型混合直流系统并无功支撑能力，解决了利用UPFC支撑级联型混合直流系统无功功率能力受限的问题。题。题。

【技术实现步骤摘要】
混合级联直流与UPFC间无功协调控制方法、存储介质及设备


[0001]本专利技术属于柔性交流输电
，特别涉及混合级联直流与UPFC间无功协调控制方法、存储介质及设备。

技术介绍

[0002]近年来，第三代柔性交流输电（FACTS）设备统一潮流控制器（UPFC）在实际电力工程中的应用为提升电网输电能力、增强局部电网稳定性做出了较大贡献。UPFC是控制功能极为强大的柔性交流输电装置，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。另一方面，混合直流输电由于结合了常规直流（LCC
‑
HVDC）与柔性直流（VSC
‑
HVDC）两种电流各自的优点，近年来也已经成为直流输电技术的重要发展方向。此外，混合直流输电系统在提升受端常规直流换相失败抵御能力的同时，其多落点结构也同时有利于工程的分期建设，并减少对受端电网的影响。
[0003]UPFC一方面可以控制交流系统有功潮流，另一方面也可对混合级联直流提供无功支撑。但由于UPFC的主要功能是调节系统有功功率的分配，因此其无功支撑能力受到一定限制。目前对于UPFC对交直流混合系统的无功支撑仅限于利用相关优化算法确定UPFC的无功功率控制量，其一方面存在计算量大实时性差的缺陷，另一方面相关优化方法并未对其内部控制环节进行重新设计，没有设计到控制环节的改造领域，难以适应电网无功快速实时控制要求。

技术实现思路

[0004]为解决现有技术中的不足，本专利技术提供混合级联直流与UPFC间无功协调控制方法、存储介质及设备，可以提升统一潮流控制器（UPFC）对级联型混合直流系统并无功支撑能力，解决了利用UPFC支撑级联型混合直流系统无功功率能力受限的问题。
[0005]本专利技术的具体技术方案如下：一种混合级联直流与UPFC间无功协调控制方法，UPFC中串联部分的串联变压器串联在级联型混合直流系统的母线上，UPFC串联换流器与串联变压器连接，UPFC中并联部分的并联变压器并联在级联型混合直流受端LCC换流站的换流母线上，UPFC并联换流器与并联变压器连接，其特征在于，在UPFC并联换流器的外环控制环节设计动态限幅，具体步骤如下：步骤1、选择与级联型混合直流连接的UPFC并联换流器，用于提升UPFC支撑交流系统无功能力；步骤2、根据级联型混合直流系统确定UPFC并联换流器的最小有功功率限幅值i
Dlim
，使得UPFC在直流电压波动时不闭锁；步骤3、设置UPFC并联换流器中外环电流控制部分中的有功电流限幅i
dlim
为有功动态限幅，随系统波动进行动态调节，最低可调整至最小有功功率限幅值i
Dlim
；步骤4、设置UPFC并联换流器的无功电流限幅i
qlim
为无功动态限幅，且随系统波动
进行动态调节，最高可调整至有功无功总限幅值；步骤5、将UPFC并联换流器连接在级联型混合直流受端LCC换流站的换流母线处；步骤6、解锁UPFC与级联型混合直流并提升混合级联直流功率至额定值。
[0006]优选地，所述步骤3的有功动态限幅满足公式（1）：（1）；式中，i
Dlim
为最小有功功率限幅值，i
q
为测量的实际无功电流，i
d
为测量的实际有功电流，i
lim
为有功无功总限幅值。
[0007]优选地，所述步骤4的无功动态限幅满足公式（2）：（2）；式中，i
q
为测量的实际无功电流，i
lim
为有功无功总限幅值。
[0008]优选地，系统正常运行时，有功电流限幅i
dlim
保持为1.1pu，无功电流限幅i
qlim
保持为0.4pu。
[0009]优选地，所述最小有功功率限幅值i
Dlim
为0.4pu。
[0010]优选地，所述最大无功功率限幅值为1.1pu。
[0011]一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质，所述一个或多个程序包括指令，所述指令当由计算设备执行时，使得所述计算机设备执行权利要求1
ꢀ‑
6中任一所述的级联型混合直流系统与UPFC间的无功协调控制方法。
[0012]一种计算设备，包括一个或多个处理器、存储器以及一个或多个程序，其中一个或多个程序存储在所述存储器中并被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行权利要求1
ꢀ‑
6中任一所述的级联型混合直流系统与UPFC间的无功协调控制方法。
[0013]有益效果：本专利技术公开了混合级联直流与UPFC间无功协调控制方法、存储介质及设备，具有如下优点：（1）本专利技术可增加统一潮流控制器（UPFC）的无功支撑能力，提高级联型混合直流受端LCC直流馈入系统的电压稳定性；（2）本专利技术不仅可保障系统正常运行时UPFC的有功功率调节能力，同时在系统故障时释放UPFC的无功支撑潜力，降低级联型混合直流换相失败几率，保障系统电压稳定；（3）与现有技术相比，本专利技术在实际应用中大大降低了计算量，且通过对控制环节的改进设计，可以进行实时动态调整，满足电网无功快速实时控制要求。
[0014]（4）本专利技术中在有功动态限幅调节过程中限定了最小有功功率限幅值i
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，防止i
dlim
变为负值，反向从交流系统吸收功率，不利于系统稳定。
附图说明
[0015]图1为实施例1中UPFC与级联型混合直流系统的拓扑结构图；
图2为实施例1的动态限幅机理图；图3为验证例中无协调控制环节时UPFC并联换流器发出的无功功率图；图4为实施例1在有协调控制环节时UPFC并联换流器发出的无功功率图；图5为实施例1在有无协调控制环节时交流系统电压变化情况对比图。
具体实施方式
[0016]下面结合附图对本专利技术作若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本专利技术的保护范围。
[0017]实施例1如图1所示，UPFC中串联部分的串联变压器串联在级联型混合直流系统的母线上，UPFC串联换流器与串联变压器连接，UPFC通过其串联部分向电网中插入电压来改变UPFC输出端电压的幅值和相位，从而起到潮流调节作用的；UPFC中并联部分的并联变压器并联在级联型混合直流受端LCC换流站的换流母线上，UPFC并联换流器与并联变压器连接，主要用于为UPFC并联线路提供无功功率补偿，本专利技术通过在UPFC并联换流器的外环控制环节设计动态限幅实现级联型混合直流系统与UPFC间的无功协调控制，具体步骤如下：步骤1、选择与级联型混合直流连接的UPFC并联换流器，用于提升UPFC支撑交流系统无功能力；本实施例中，选择的UPFC并联换流器额定参数如下：直流侧额定电压400kV，交流侧额定电压500kV，额定功率800MVA，子模块数100个；步骤2、根据级联型混合直流系统确定UPFC并联换流器的最小有功功率限幅值i
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种混合级联直流与UPFC间无功协调控制方法，UPFC中串联部分的串联变压器串联在级联型混合直流系统的母线上，UPFC串联换流器与串联变压器连接，UPFC中并联部分的并联变压器并联在级联型混合直流受端LCC换流站的换流母线上，UPFC并联换流器与并联变压器连接，其特征在于，在UPFC并联换流器的外环控制环节设计动态限幅，具体步骤如下：步骤1、选择与级联型混合直流连接的UPFC并联换流器，用于提升UPFC支撑交流系统无功能力；步骤2、根据级联型混合直流系统确定UPFC并联换流器的最小有功功率限幅值i
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，使得UPFC在直流电压波动时不闭锁；步骤3、设置UPFC并联换流器中外环电流控制部分中的有功电流限幅i
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为有功动态限幅，随系统波动进行动态调节，最低可调整至最小有功功率限幅值i
Dlim
；步骤4、设置UPFC并联换流器的无功电流限幅i
qlim
为无功动态限幅，且随系统波动进行动态调节，最高可调整至有功无功总限幅值；步骤5、将UPFC并联换流器连接在级联型混合直流受端LCC换流站的换流母线处；步骤6、解锁UPFC与级联型混合直流并提升混合级联直流功率至额定值。2.根据权利要求1所述的混合级联直流与UPFC间无功协调控制方法，其特征在于，所述步骤3的有功动态限幅满足公式（1）：（1）；式中，i
Dlim
为最小有功功率限幅值，i
q
为测量的实际无功电流，i
d
为...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵静波，贾宇乔，安海云，李铮，李文博，解兵，朱鑫要，
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：