基于功率协调控制的多端柔性直流输电下垂控制方法

专利2026-02-16  14


本发明涉及电力控制,具体涉及一种基于功率协调控制的多端柔性直流输电下垂控制方法。


背景技术:

1、近年来,随着可再生能源的发展,基于电压源换流器( voltage source  converter,vsc)的多端柔性直流输电系统( voltage source converter based multi- terminal direct current,vsc-mtdc)由于具有有功和无功独立控制、向弱交流系统或无源网络供电、无需改变直流电压极性即可进行功率反转等诸多优点,逐渐成为新能源并网的最佳选择。

2、然而,在vsc-mtdc系统中,发送端或接收端换流站功率的变化会导致直流电压产生较大的偏差,甚至会影响系统的正常运行。因此,如何稳定直流电压对于vsc-mtdc系统的安全运行至关重要。

3、发明人知晓的vsc-mtdc系统现有的控制策略主要有主从控制、电压裕度控制和下垂控制,其中下垂控制可以利用多个换流站的功率调节能力,实现不平衡功率的快速消纳,从而提高直流电压稳定能力。因此,下垂控制被广泛应用于vsc-mtdc系统直流电压控制中。

4、但本申请发明人在实现本申请实施例中技术方案的过程中,发现下垂控制存在下垂系数选取复杂、直流电压偏差较大等问题。

5、公开于该背景技术部分的信息仅用于加深对本公开的背景技术的理解,而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成本领域技术人员所公知的现有技术。


技术实现思路

1、发明人经研究发现:下垂控制系统对直流输电系统不平衡功率分配存在决定性影响,而直流线路电阻的变化对不平衡功率分配的影响相对较小。

2、鉴于以上技术问题中的至少一项,本公开提供了一种基于功率协调控制的多端柔性直流输电下垂控制方法,旨在解决现有下垂控制策略下垂系数选取复杂且直流电压偏差较大的技术问题。

3、根据本公开的一个方面,提供一种基于功率协调控制的多端柔性直流输电下垂控制方法,包括如下步骤:

4、(1)于换流站运行区间内确定换流站的功率裕度为r:

5、  ;

6、其中, p smax为换流站最大功率点, p s为换流站有功功率实测值, u dcmin为直流电压最小值, u dcmax为直流电压最大值; u dcref为直流电压参考值, u dc为直流电压实测值;

7、(2)设定直流输电系统第i个换流站基于实时功率裕度的下垂系数:

8、 ;

9、其中,k为初始下垂系数,η为常数,i≥3。

10、在本公开的一些实施例中,在所述步骤(2)中,直流输电系统换流站基于功率控制的u-p初始下垂系数k由下式确定:

11、 ;

12、其中, δu dc为直流电压变化量, δp为直流系统不平衡功率, u dcref为直流电压参考值, u dc为直流电压实测值, p s为换流站有功功率实测值, p sref为换流站有功功率参考值。

13、在本公开的一些实施例中,在所述步骤(2)中,η取值为[0.5,1.5]。

14、本申请实施例中提供的一个或多个技术方案,至少具有如下技术效果或优点:本控制方法根据换流站可用功率裕度实时修正下垂系数,充分利用换流站的功率调节能力,基于功率协调控制实现不平衡功率的合理分配,有效提高了直流电压质量,减小直流电压对设备的冲击,可有效避免传统下垂控制中下垂系数为固定值时,容易出现的不平衡功率分配不合理、换流站满载、直流电压偏差较大等问题。



技术特征:

1.一种基于功率协调控制的多端柔性直流输电下垂控制方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的多端柔性直流输电下垂控制方法,其特征在于, 在所述步骤(2)中,直流输电系统换流站基于功率控制的u-p初始下垂系数k由下式确定:

3.根据权利要求1所述的多端柔性直流输电下垂控制方法,其特征在于,在所述步骤(2)中,η取值为[0.5,1.5]。


技术总结
本发明公开了一种基于功率协调控制的多端柔性直流输电下垂控制方法,旨在解决现有下垂控制策略下垂系数选取复杂且直流电压偏差较大的技术问题。本控制方法根据换流站可用功率裕度实时修正下垂系数,充分利用换流站的功率调节能力,基于功率协调控制实现不平衡功率的合理分配,有效提高了直流电压质量,减小直流电压对设备的冲击,可有效避免传统下垂控制中下垂系数为固定值时,容易出现的不平衡功率分配不合理、换流站满载、直流电压偏差较大等问题。

技术研发人员:李从善,武小鹏,范嘉乐,赵琛,刘利兵,和萍,安小宇,陶玉昆,季玉琦,申永鹏
受保护的技术使用者:郑州轻工业大学
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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