用于控制DC电力传输网内的电力流的方法和控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及用于控制DC电力传输网（1）内的DC电力流内的电力流的方法（80），该DC电力传输网（1）包括两个或更多互连的转换器站（10a，10b，10c，10d，10e）。该方法（80）包括以下步骤：对转换器站建立共同反馈信号（Ud,common，），该共同反馈信号（Ud,common，）基于DC电力传输网（1）中的总电压电平；在转换器站中提供基于共同反馈信号（Ud,common）和下降的误差信号（Pe,droop，Ue,droop）的控制信号（S1，S2，S3，S4）；以及通过使用控制信号（S1，S2，S3，S4）朝设置操作点（，控制DC电力传输网（1）内的电力流。本发明专利技术还涉及控制装置（18a，18b，18c，18d，18e）和计算机程序产品。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术大体上涉及电力传输系统的领域，并且更具体而言涉及多端DC电力传输系统中的电力流控制。
技术介绍
高压直流电流(HVDC)电力传输系统(在下面指示为DC电网)的控制是具有挑战性的任务并且HVDC传输具有最新的基本上相等的点到点双站传输。然而，电压源转换器(VSC)技术的引入已提供控制更大的DC电网卿，控制多端DC电网)的可能性。图I示出VSC转换器的简化单线图。该VSC转换器在其AC侧上连接到ac网中的公共耦合点(PCC)并且在其dc侧上连接到dc传输。常规地，通过控制PCC处的AC电压Upcc或在PCC处注入AC网的无功功率的量并且控制转换器的DC端处的DC电压Ud或注入AC网的有功功率(Prcc)的量而控制VSC转换器站。对于基于VSC技术的典型的点到点HVDC传输,一个站控制局部电压Ud，从而努力保持恒定的dc电压，并且另一个站控制局部Pra，从而调整其DC电压以便达到设置参考功率P-。DC电压控制站输出在设计极限内的任何量的功率使得功率控制站达到其控制目标，即，功率控制站的功率跟踪其功率参考。
技术实现思路
如果延续上文的概念，即在DC电压控制中具有一个站并且在功率控制中具有另一个站的概念，对于多端DC电网，将遭遇若干困难。DC电压控制站将充当对DC电网的剩余部分的松弛(slack)节点。如果除DC电压控制站外的转换器由于故障而断开，则DC电压控制站将必须拾起失败的转换器站的负载。这又暗示将必须采用为了在干扰的情况下具有可用的备用容量这样的方式控制DC电压控制站。此外，如果失去转换器站，连接到DC电压控制站的AC系统将暴露于大的功率摆动。如果DC电压控制站断开，该情形被加剧；在没有DC电压控制的情况下，后干扰操作点将最有可能由转换器站的各种限制器所限定并且从而最有可能阻碍整个DC电网的电力输送。下降(droop)控制是用于处理干扰的另一个方法。DC电网中的下降控制在例如“Control of Multiterminal HVDC Transmission for Offshore Wind Energy” T.Haileselassie et al中描述。在该文件中，公开了使用下降控制的解决方案,其中目的是避免转换器站之间的通信并且其中控制因此基于局部测量。下降控制是通常用于在发电机断电的情况下在发电机之间负载分享用于AC电网中的频率控制的方法。自然的想法因此可以是也对DC电网引入下降控制以用于在转换器断电情况下在转换器之间负载分享。然而，尽管AC电网具有对于所有发电机的共同信号，即稳态频率，DC电网对于所有转换器没有局部可用的这样的共同信号来用于负载分享。因此，对DC电网使用下降控制遭受设置点的差参考跟踪。对此的主要原因是由于沿互连的转换器站之间的传输线的电压降引起dc电压在不同转换器站之间变化。鉴于上文，本专利技术的一般目标是提供用于在多端DC电网内能够实现可靠的电力流控制的部件和方法，并且具体而言，控制多端DC电网以便克服或至少减轻上文提到的困难。本专利技术的目标是提供用于控制DC电网的可靠方法，并且具体而言，能够实现在干扰期间多端DC电网中高效负载分享。本专利技术的再另一个目标是提供用于控制DC电网的这样的方法，其包括适合并且适应于DC电网并且具体而言多端DC电网的电力流下降控制，从而在稳态期间以及干扰期 间能够实现DC电网的可靠操作。本专利技术的另一目标是提供用于控制DC电网的方法，该DC电网甚至在使转换器站之间通信失败期间也起作用。其中这些目标由用于控制多端DC电力传输系统中的电力流的方法以及如在随附独立权利要求中要求权利的对应控制装置和计算机程序产品来实现。根据本专利技术，提供用于控制DC电力传输网内的电力流的方法。该DC电力传输网包括两个或更多互连的转换器站。该方法包括以下步骤建立对转换器站的共同反馈信号，该共同反馈信号基于DC传输电力网中的总电压电平；在转换器站中提供基于该共同反馈信号和下降的误差信号的控制信号；以及通过使用该控制信号而朝设置操作点控制DC电力传输网内的电力流。本专利技术提供通过对所有转换器站提供共同反馈信号而能够实现DC电力传输网的可靠控制的方法。该共同反馈信号导致大幅改善的设置点的参考跟踪。进一步实现干扰期间DC电网中准确的负载分享并且还实现准确的稳态操作。在一实施例中，转换器站包括能够实现它们之间的通信的通信部件。建立共同反馈信号的步骤则包括通过通信部件将共同反馈信号传送到所有转换器站。在一实施例中，共同反馈信号确定为在预定的转换器站测量的电压电平并且然后传送到全部其他转换器站。在另一个实施例中，通过在多个转换器站测量的电压电平的组合(例如作为平均)来确定共同反馈信号。在另一个实施例中，多个转换器站取决于共同反馈信号并且与下降常数D成比例地调节其相应的电压，该下降常数D对每个特定的转换器站来单独地确定。在先前的实施例中，该方法则可包括取决于转换器站之间的通信是否可用而修改下降常数D的另一步骤。在由于一些原因失去通信的情况下，提供可靠的备份。在另一个实施例中，该方法包括取决于转换器站之间的通信是否可用而修改电压参考的另一步骤。在另一个实施例中，在通信用于建立共同反馈信号的情况下，并且在传送共同反馈信号失败的情况下，相反地，通过转换器站的每个转换器站中的局部测量而估计共同反馈信号。在由于一些原因失去通信的情况下，从而提供可靠的备份。在先前的实施例中，该方法则可包括通过下式确定共同反馈信号 "一一 =11d -机其中Id是由每个相应的转换器站注入DC电力传输网中的测量电流并且其中R是补偿因子。由此，还提供稳定的方法，因为甚至在转换器站之间的通信失败期间获得可靠的电力流和负载分布。采用该方法的DC电力传输网甚至在转换器站无法互相交换控制信号时能够操作并且幸免于例如转换器站或传输线路损失的单个意外事件。 在再另一个实施例中，对转换器站建立共同反馈信号的步骤包括基于转换器站的每个转换器站中的局部测量确定共同反馈信号。在另一个实施例中，该方法包括在调节转换器站的电压和/或功率中使用共同反馈信号之前通过低通滤波器对其滤波的另一步骤。滤波器的截止频率可有利地选为低的，由此捕获共同反馈信号的稳态行为。由此改善方法的动态性能。在另一个实施例中，该方法包括防止共同反馈信号超出预设置的极限的另一步骤。转换器站的功率参考的调度可采用当损失DC电网中的转换器站之一时没有单独转换器站违反其控制极限这样的方式来进行。在本专利技术的另外从属的权利要求中限定的另外的特征和其优点将在阅读下列详细描述时变得明显。本专利技术还涉及这样的DC电力传输系统中的控制装置，以及计算机程序产品，由此实现与上面的相似的优点。附图说明图I示出VSC转换器的简化单线图。图2a示出其中可实现本专利技术的多端DC电力传输系统。图2b示出图2a的多端DC电力传输系统，其具有另一个通信部件。图3是转换器控制的一般示出。图4a示出本专利技术的基本原理。图4b、4c和4d示出图4a的基本原理的变化。图5示出多边形网络到星形网络的变换。图6示出根据本专利技术的控制装置和方法的一实施例。图7示出根据本专利技术的控制装置和方法的另一个实施例。图8示出根据本专利技术的控制装置和方法的再另一个实施例。图9示出根据本专利技术的控制装置和方法的又另一个实施例。图10示出关于根据本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：B博格伦，R马祖姆德，C邵，K林登，
申请(专利权)人：ABB研究有限公司，
类型：
国别省市：