一种级联型混合直流与upfc间的有功协调控制方法
技术领域
1.本发明涉及混合直流输电技术领域，具体为一种级联型混合直流与upfc间的有功协调控制方法。
背景技术：2.混合直流输电由于结合了常规直流（lcc-hvdc）与柔性直流（vsc-hvdc）两种各自的优点，近年来已经成为直流输电技术的重要发展方向。
3.多落点受端级联混合直流输电（如图1）的整流站由2组12脉动lcc串联构成，逆变站由1组12脉动换相换流器（line commutated converter，lcc）和电压源换流器（voltage source converter，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的电网，在增加混合直流系统传输功率的同时，多落点结构也同时有利于工程的分期建设（图中mmc为模块化多电平换流器，属于vsc的一种）。而受端换流站由于多个vsc换流站并联后再与lcc换流站级联，实际已经形成了多端系统，赋予了多个vsc逆变站功率分配的能力。
4.统一潮流控制器（unified power flow controller，upfc）是功能完备、控制能力强大的第三代facts设备，具有强大的潮流控制功能，可以灵活控制系统多种参数，改善系统的潮流分布，从而提升现有网络的供电能力。国内外upfc的研究与应用，多集中于拓扑结构，控制策略和短路电流限制等方面。
5.对于upfc而言，主要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。而并联部分主要是为upfc内部提供有功功率平衡，并提供部分无功功率补偿。
6.现有技术方案如下：（1）措施1：利用upfc支撑交流系统，可以下参考文献：【参考文献1】杨健、宋鹏程、徐政、蔡晖、谢珍建.特高压直流接入背景下的upfc系统级控制策略[j].电力系统自动化,2019,43(10):109-117，该措施没有和混合级联型直流进行协调。
[0007]
（2）措施2：upfc与直流间的协调，可以下参考文献：【参考文献2】刘俊磊、乔小敏、杨韵、钟雅珊、钱峰、王峰.基于upfc&dc-sdc的交直流电网低频振荡抑制研究[j].电力系统保护与控制,2020,48(13):73-79.doi:10.19783/j.cnki.pspc.191114，该措施只涉及到了振荡抑制，没有涉及频率支撑。
技术实现要素：[0008]
针对上述问题，本发明的目的在于提供一种级联型混合直流与upfc间的有功协调控制方法，将混合级联型直流与upfc进行协调控制。
[0009]
本发明的技术方案如下：一种级联型混合直流与upfc间的有功协调控制方法，包括以下步骤：
步骤1：提取混合级联型直流定直流电压站mmc3运行功率p
dc
；步骤2：将p
dc
与额定运行功率相减得到功率偏差值；步骤3：将所得频率偏差值输入低通滤波器滤除噪声信号；步骤4：将过滤后的功率偏差输入pi控制器作为附加信号p
add
；步骤5：将附加信号附加到统一潮流控制器upfc的功率指令值中；步骤6：将输出信号给到功率控制环节得到考虑功率支撑的upfc功率外环电流参考值i
dref
。
[0010]
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明将混合级联型直流与upfc进行协调控制，相比于利用upfc支撑交流系统的现有措施1，本发明能够充分利用混合直流的运行状态；相比于upfc与直流间的协调的现有措施2，本发明可实现频率稳定性改善。
附图说明
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图1为多落点受端级型联混合直流系统结构图。
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图2为upfc拓扑结构图。
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图3为级联型混合直流与upfc间的有功协调控制策略示意图。
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图4为upfc相近线路功率有无协调控制对比图。
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图5为交流系统频率有无协调控制对比图。
具体实施方式
[0016]
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。
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本发明级联型混合直流与upfc间的有功协调控制方法的具体步骤如下：（1）提取混合级联型直流定直流电压站mmc3运行功率p
dc
；（2）将p
dc
与额定运行功率667mw相减得到功率偏差值；（3）将所得频率偏差值输入低通滤波器滤除噪声信号；（4）将过滤后的功率偏差输入pi控制器作为附加信号p
add
；（5）将附加信号附加到统一潮流控制器upfc的功率指令值中；（6）最终将输出信号给到功率控制环节得到考虑功率支撑的upfc功率外环电流参考值i
dref
；以如图1所示级联型混合直流为例进行计算并验证。
[0018]
初始状态下，lcc电流指令值为1p.u.，即5ka。在2s时改变lcc的直流电流指令值为0.5p.u.。当lcc电流指令值下降时，交流系统中与upfc相近的线路的有功功率大幅下降。分别在无协调控制策略和采用协调控制策略的两种情况下进行仿真，仿真结果如图4至图5所示。无协调控制策略的情况下，受端交流系统中与upfc相近的线路的有功功率在发生故障时下降至370mw，频率也随之下降至49.875hz。系统频率稳定性较差；采取所提协调控制策略后，线路的有功功率在发生故障时下降至650mw，频率下降较之前也有所提升，且频率恢复稳定较快。功率与频率均能保证交流系统的正常运行，从而验证了本发明的有效性。
技术特征：1.一种级联型混合直流与upfc间的有功协调控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：提取混合级联型直流定直流电压站mmc3运行功率p
dc
；步骤2：将p
dc
与额定运行功率相减得到功率偏差值；步骤3：将所得频率偏差值输入低通滤波器滤除噪声信号；步骤4：将过滤后的功率偏差输入pi控制器作为附加信号p
add
；步骤5：将附加信号附加到统一潮流控制器upfc的功率指令值中；步骤6：将输出信号给到功率控制环节得到考虑功率支撑的upfc功率外环电流参考值i
dref
。
技术总结本发明公开了一种级联型混合直流与UPFC间的有功协调控制方法，首先提取混合级联型直流定直流电压站MMC3运行功率，将其与额定运行功率相减得到功率偏差值；然后将所得频率偏差值输入低通滤波器滤除噪声信号，再将过滤后的功率偏差输入PI控制器作为附加信号；将附加信号附加到统一潮流控制器UPFC的功率指令值中；最后将输出信号给到功率控制环节得到考虑功率支撑的UPFC功率外环电流参考值。本发明将混合级联型直流与UPFC进行协调控制，相比于利用UPFC支撑交流系统，本发明能够充分利用混合直流的运行状态，相比于UPFC与直流间的协调，本发明可实现频率稳定性改善。发明可实现频率稳定性改善。发明可实现频率稳定性改善。
技术研发人员：赵静波 安海云 徐珂 王大江 贾宇乔 吴盛军 解兵 李铮
受保护的技术使用者：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
技术研发日：2022.07.21
技术公布日：2022/11/1
