一种含多端柔性直流输电系统的电网运行控制系统技术方案

一种含多端柔性直流输电系统的电网运行控制系统，实时检测多端柔性直流输电系统的各换流端的交流母线电压、交流母线相角和直流母线电压；当电网出现故障，当电网处于暂态故障运行模式下，对电网进行暂态稳定运行控制；电网处于静态故障运行模式下，对电网进行静态稳定运行控制；将故障信息与控制信息上传到调控中心。本控制系统涉及的功率电压控制决策模型，为含多端柔性直流输电网络的电网静态安全稳定运行决策出控制策略，而电网暂态故障运行中，对暂态稳定运行控制建立目标函数和边界条件，通过求解出控制向量，通过决策出的控制向量对相应换流端进行控制，有效的实现了多端直流网络电压稳定以及交流电网暂态故障运行时的应急指挥策略。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电网调度控 制领域，具体涉及一种含多端柔性直流输电系统的电网运行控制系统。
技术介绍
随着电力系统中装机容量的不断增加，电网运行对于输电能力的要求日益增强。然而直流输电相对传统的交流输电优势明显，其中柔性直流输电技术的发展为直流输电提供了良好的应用空间。对于柔性直流输电而言，特别涉及多端柔性直流输电，其在世界范围内还未能建设出成熟的示范工程，因此，相对于传统交流电网的调度控制策略，含多端柔性直流输电网络的电网稳定控制策略目前仍处于技术空白。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种含多端柔性直流输电系统的电网运行控制系统。本技术的技术方案是一种含多端柔性直流输电系统的电网运行控制系统，包括多端柔性直流输电系统、检测单元、控制单元和负荷；所述多端柔性直流输电系统的换流端逆变侧连接负荷，并且该逆变侧通过电网联络线连接到交流电网；所述检测单元分别连接交流侧母线和直流侧母线，用于检测换流端的交流侧母线电压、交流侧母线相角和直流侧母线电压；所述控制单元安装在每个换流端上，控制单元的输入端与检测单元的输出端相连，控制单元控制换流端内的桥式全控开关的开合，各控制单元之间可实现通信。电网发生故障或扰动时，其运行方式包括暂态安全运行与静态安全运行，本技术利用检测到的换流端的交流母线电压、交流母线相角和直流母线电压来判定故障运行方式为静态故障运行或是暂态故障运行当电网发生故障时，控制单元检测到柔性直流换流端的交流母线电压与直流母线电压没有发生阶跃性的变化，并且交流母线相角没有发生阶跃性变化，则控制单元判断电网为静态故障运行，此时控制单元采用静态稳定运行控制方式对各换流端进行控制；当控制单元检测到柔性直流换流端的交流母线电压与直流母线电压发生阶跃性的变化，并且交流母线相角同时发生阶跃性变化，此时控制单元判断电网为暂态故障运行，此时控制单元采用暂态稳定运行控制方式对各换流端进行控制。采用含多端柔性直流输电系统的电网运行控制系统进行电网运行控制，按如下步骤进行步骤I :实时检测多端柔性直流输电系统的各换流端的交流母线电压、交流母线相角和直流母线电压；步骤2 :对步骤I采集的数据进行分析若多端柔性直流输电系统换流端的交流母线电压、交流母线相角和直流母线电压波动，则说明此时电网出现了故障；步骤3 :电网在故障状态下继续运行，判断此时电网故障运行类型若多端柔性直流输电系统换流端的交流母线电压和直流母线电压出现阶跃式变化，并且换流端的交流母线相角也出现阶跃式变化，则判断电网暂态故障运行，执行步骤4 ;否则判断电网静态故障运行，执行步骤5 ；步骤4 :当电网处于暂态故障运行 模式下，对电网进行暂态稳定运行控制；当电网联络线发生短路故障时，会引起电网暂态不稳定，电机机械转矩与电磁转矩的瞬间差额会导致故障瞬间电机系统功率不平衡，出现发电机功角增大，运行点偏移，故障切除之后，如果故障不严重，系统内发电机攻角自动恢复维持稳定运行，但当系统故障严重，故障隔离后系统失去稳定，攻角呈负阻尼振荡，导致系统不稳定，则需要进行多换流端的功率协调控制，调节并减少功率可维持系统的稳定。进行电网暂态稳定运行控制，具体步骤如下步骤4. I :建立电压控制与功率调节的暂态稳定运行决策模型来描述换流端电压变化时功率变化的响应程度；具体步骤如下步骤4. I. I :构建多端柔性直流输电网络的节点方程 M琳俩生辑卜y调(3)* 2 dl ^ 2 jJ 2 2 \dt di } x ' "4其中i、j为多换流端的端数，Ii表示第i换流端的输出电流，Ui表示第i换流端电压，Uj表示第j换流端电压，Cij表示为第i换流端到第j换流端之间的直流输电线路所并联的电容值，t表示当前t时刻；步骤4. I. 2 :构建多换流端的功率电压方程来描述多换流端的功率与电压之间的函数关系；直流输电网络以阻性传递阻抗为主，系统多换流端的功率与电压成近线性关系，由此可以推导出多换流端的功率电压方程则 e 除—爷)*3调 (4)步骤4. 1.3 :根据多端柔性直流输电网络的节点方程和多换流端的功率电压方程，建立电压控制与功率调节的暂态稳定运行控制决策模型「 nAPi(Hi) P^tn +1)-Pi(In) , , =......^.......................... = ——^— ( 5 ) AI, (m) i/.(w +1)- uf (m)=Z■■■■■I:髮卜导的财(料丨)+匕細))其中，m为当前时刻，其中a i(m)表示为m时刻第i换流端的电压变化时功率变化的响应程度，即暂态稳定运行控制决策值，APi(Hi)表示为m时刻第i换流端功率变化量，AViOn)表示为m时刻第i换流端电压变化量，Pi (m+1)表示为m+1时刻的第i换流端的输出功率，Pi (m)表示为m时刻的第i换流端的输出功率，Ui (m+1)表示为m+1时刻的第i换流端的输出电压，Ui (m)表不为m时刻的第i换流端的输出电压，Ts表不离散控制的米样时间；该离散控制决策模型的二阶模型能够直接映射该换流端的故障转移阻抗。步骤4. 2 :对每个换流端计算该换流端电压变化时功率变化的响应程度，计算出来的每个值对应一种平衡换流端功率的电压调节方式，即暂态稳定运行控制向量；暂态稳定运行控制向量，具体说明如下定义Knxn SnXn向量矩阵，n为换流端节点数，该矩阵是由n个Kr'行向量组成，则向量为暂态稳定运行控制向量，该控制向量函数为元权利要求1.ー种含多端柔性直流输电系统的电网运行控制系统，其特征在于包括多端柔性直流输电系统、检测単元、控制单元和负荷； 所述多端柔性直流输电系统的换流端逆变侧连接负荷，并且该逆变侧通过电网联络线连接到交流电网； 所述检测単元分别连接交流侧母线和直流侧母线； 所述控制単元安装在每个换流端上，控制单元的输入端与检测单元的输出端相连，各控制单元之间能进行通信。2.根据权利要求I所述的含多端柔性直流输电系统的电网运行控制系统，其特征在干所述的检测单元是用于检测换流端的交流侧母线电压、交流侧母线相角和直流侧母线电压的装置。3.根据权利要求I所述的含多端柔性直流输电系统的电网运行控制系统，其特征在干所述的控制单元是控制换流端内的桥式全控开关的开合的装置。专利摘要一种含多端柔性直流输电系统的电网运行控制系统，实时检测多端柔性直流输电系统的各换流端的交流母线电压、交流母线相角和直流母线电压；当电网出现故障，当电网处于暂态故障运行模式下，对电网进行暂态稳定运行控制；电网处于静态故障运行模式下，对电网进行静态稳定运行控制；将故障信息与控制信息上传到调控中心。本控制系统涉及的功率电压控制决策模型，为含多端柔性直流输电网络的电网静态安全稳定运行决策出控制策略，而电网暂态故障运行中，对暂态稳定运行控制建立目标函数和边界条件，通过求解出控制向量，通过决策出的控制向量对相应换流端进行控制，有效的实现了多端直流网络电压稳定以及交流电网暂态故障运行时的应急指挥策略。文档编号H02J3/36GK202759252SQ20122039697公开日2013年2月27日 申请日期2012年8月10日 优先权日2012年8月10日专利技术者徐建源, 李家珏, 齐伟夫, 张明理 申请人:沈阳工业本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含多端柔性直流输电系统的电网运行控制系统，其特征在于：包括多端柔性直流输电系统、检测单元、控制单元和负荷；所述多端柔性直流输电系统的换流端逆变侧连接负荷，并且该逆变侧通过电网联络线连接到交流电网；所述检测单元分别连接交流侧母线和直流侧母线；所述控制单元安装在每个换流端上，控制单元的输入端与检测单元的输出端相连，各控制单元之间能进行通信。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐建源，李家珏，齐伟夫，张明理，
申请(专利权)人：沈阳工业大学，
类型：实用新型
国别省市：