CN102959822A - 用于控制dc电力传输网内的电力流的方法和控制装置 - Google Patents

用于控制dc电力传输网内的电力流的方法和控制装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及用于控制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，
Figure 2010800678024100004DEST_PATH_IMAGE001
），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（
Figure 162544DEST_PATH_IMAGE002
，控制DC电力传输网（1）内的电力流。本发明还涉及控制装置（18a，18b，18c，18d，18e）和计算机程序产品。

Description

用于控制DC电力传输网内的电力流的方法和控制装置
技术领域
本发明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。
背景技术
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（即，控制多端DC电网）的可能性。
图1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（PPCC）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PPCC，从而调整其DC电压以便达到设置参考功率                                                。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。
发明内容
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，本发明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。
本发明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。
本发明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。
本发明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。
根据本发明，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。本发明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：
Figure 451382DEST_PATH_IMAGE002
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。
在本发明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。
本发明还涉及这样的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1示出VSC转换器的简化单线图。
图2a示出其中可实现本发明的多端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示出本发明的基本原理。
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示出根据本发明的控制装置和方法的一实施例。
图7示出根据本发明的控制装置和方法的另一个实施例。
图8示出根据本发明的控制装置和方法的再另一个实施例。
图9示出根据本发明的控制装置和方法的又另一个实施例。
图10示出关于根据本发明的方法的步骤的流程图。
具体实施方式
相同的参考数字在整个图中用于指示相同或对应的部分。
图2a示出根据本发明的多端DC电力传输系统1，为简单起见在下面指示为DC电网1。该DC电网1优选地是高压（HV）DC电网并且尽管在图2a中示出5个转换器站，但其包括任何数量的转换器站。转换器站10a、10b、10c、10d、10e又包括将DC转换成AC的逆变器和/或将AC转换成DC的整流器。电力网内常规用于能够实现DC电力传输但不构成本发明的部分的其他组件和部件也可被包括在内但为简单起见从描述和图中省略。
转换器站10a、10b、10c、10d、10e包括能连接到AC网13a、13b的AC侧11a、11b、11c、11d、11e。注意可以存在另一个数量的AC网。转换器站10a、10b、10c、10d、10e还包括能连接到DC传输网2的DC侧12a、12b、12c、12d、12e以用于电力传输。转换器站10a、10b、10c、10d、10e可以以任何适合的方式互连。
转换器站10a、10b、10c、10d、10e可通过电力传输线（也指示为电缆线）或通过架空线以已知方式互连。这样的电力传输线允许电力传输并且在图2a中在参考数字14a、14b、14c、14d、14e处示出。
转换器站10a、10b、10c、10d、10e由适合的通信部件C进一步互连以允许转换器站之间的数据交换。
每个转换器站10a、10b、10c、10d、10e包括局部控制单元，对于转换器站10a在参考数字18a处示出。其中控制单元18a在转换器站中能够实现功率和/或电压调节。局部控制单元18a例如可以是通用计算机，其包括能够实现期望的控制功能的合适的软件指令。
为了更全面地描述本发明，参考图3简要描述转换器站控制的概观。如较早提到的，典型地存在控制转换器站的转换器的两个方法：
－控制PCC处的AC电压UPCC或在PCC处注入AC网的无功功率QPCC的量，即图3的上部（Ctrl 1）的两个备选分支，以及
－控制转换器的DC端处的DC电压Ud或注入AC网的有功功率PPCC的量，即图3的下部（Ctrl 2）的两个备选分支。
本发明涉及第二控制，即，图3的Ctrl 2。提供示出的外部控制回路的PI控制器来获得参考值的良好参考跟踪。来自选择器（PI控制器的输出输入到其）的输出馈送到内部控制回路，其可以以任何已知的方式实现。这些内部控制回路然后向转换器的半导体装置提供开关脉冲使得满足控制目标。
根据本发明的电力流控制方法基于此：对于DC电网1的稳态操作，下列关系是正确的：
Figure 2010800678024100002DEST_PATH_IMAGE003
（1）
其中PPCC是在公共耦合点处注入AC网（其连接到转换器站10a、10b、10c、10d、10e）的有功功率并且分别对DC电网1内的所有整流器和DC电网1内的所有逆变器求和，Plosses是DC电网1的功率损失，并且其中假设到AC网内的PPCC是正的。本发明的基本原理基于以下情形：如果
Figure 368522DEST_PATH_IMAGE004
增加，则DC电网1内的总dc电压电平趋于增加，并且相反，如果
Figure 148259DEST_PATH_IMAGE004
减小，则DC电网1内的总dc电压电平趋于减小，并且如果
Figure 2010800678024100002DEST_PATH_IMAGE005
增加，则DC电网的总电压电平趋于减小，并且相反，如果
Figure 231884DEST_PATH_IMAGE005
减小则DC电网的总电压电平趋于增加。该总电压电平在网络中作出的所有电压测量中反映并且该情形在本发明中用于向所有转换器站提供它们全部所共同的反馈信号。
根据本发明，共同反馈信号Ud,common从而用于所有转换器站10a、10b、10c、10d、10e。该共同反馈信号是共同dc电压Ud,common，其是在所有转换器站10a、10b、10c、10d、10e处可用并且为它们全部所共同的dc电压。电压Ud,common应该反映DC电网1中的总电压电平。
随后要更详细描述的，可采用许多不同的方法选择Ud,common，只要相同的电压在所有转换器站10a、10b、10c、10d、10e中可用。因此，得出所有转换器站10a、10b、10c、10d、10e还应该具有相同的设置点电压，设置参考电压
Figure 46256DEST_PATH_IMAGE006
。此外，根据本发明，考虑误差下降，例如功率误差下降。
参考图4a，现在将进一步描述上面的本发明的基本原理。具体而言，图4a示出转换器站10a的局部控制单元18a内的控制部件20以用于控制DC电网1内的电力流。其他转换器站可具有对应的控制部件，但这些未在图中示出。控制部件20可实现为在例如计算机或微处理器的处理部件上执行的软件，和/或硬件和/或固件。
根据本发明，引入下降控制模式。具体而言，根据本发明，图3的第二控制备选（即Ctrl 2）被图4a中示出的下降控制模式所取代。Ud,common和
Figure 868719DEST_PATH_IMAGE006
电压平方供应给第一加法装置21。此外，PPCC和
Figure DEST_PATH_IMAGE007
之间的差（其是设置功率参考）在第二加法装置23处形成。该差然后在乘法器24处乘以下降常数D，从而提供信号Pe,droop，其输入到第一加法装置21。从第二加法装置21输出的控制信号（指示为S1）从而是
Figure 73435DEST_PATH_IMAGE008
并且控制信号S1输入到PI调节器22，其包括诸如例如比例增益装置和积分增益装置的常规调节部件。从PI调节器22输出的信号在常规的内部控制回路中使用，以用于向转换器站的半导体装置提供开关脉冲，如参考图3提到的。
上面的下降控制模式在转换器站的局部控制单元18a、18b、18c、18d、18e内的控制部件20中实施，意在用于这样的下降控制，即，对于转换器站意在用于在干扰处参与负载分享。
假设通信在所有转换器站以及采用发明的下降控制模式操作的所有控制单元18a、18b、18c、18d、18e处可用，并且满足操作极限，则以下在稳态是正确的：
Figure DEST_PATH_IMAGE009
           （4）
使用的功率参考优选地采用说明损失这样的方式选择。鉴于此，共同参考信号Ud,common跟踪相应的电压参考而没有任何稳态误差。
等式（4）可以重写为
Figure 272336DEST_PATH_IMAGE010
                 （5）
对所有转换器站求和得出：
Figure DEST_PATH_IMAGE011
         （6）
使用等式（1）得出：
Figure 128165DEST_PATH_IMAGE012
                  （7）
补偿电力调度中的功率损失是可能的，并且从而等式（7）的分子变成零，并且转换器站处的电压误差将是。
转换器站的局部电压应该停留在它们相应的操作极限内，即
Figure 59212DEST_PATH_IMAGE014
。通过调整DC电压参考（其对于DC电网1的所有转换器站相同），电压分布（profile）可以集中在可用电压范围内。转换器站的功率误差则是：
Figure 813541DEST_PATH_IMAGE016
                    （8）
每个转换器站k从而在稳态期间完美地跟踪其功率参考。
在例如转换器站的断电期间，可以示出断开的转换器站的调度电力将基本上在剩余转换器站之间与它们的下降常数Dk的倒数成比例地分享。
发明的下降控制模式提供反馈控制，其中，在稳态并且假设没有限制器动作，通过使用反映dc电压误差的量qUd,error以及反映ac功率误差的量qP,error而达到设置操作点，对此下列关系适用：
Figure DEST_PATH_IMAGE017
即，反映dc电压误差的量与反映ac功率误差的量成比例。
鉴于上面，图4b、4c和4d示出关于图4a描述的基本原理的变化。
图4b示出图4a的实施例的第一变化，其中图4a的正向馈送分支已经用反馈回路31取代。从第二加法装置21输出的控制信号（指示为S2）是
Figure 238969DEST_PATH_IMAGE018
。在稳态，等式（4）将还对在图4b中示出的配置（假设
Figure DEST_PATH_IMAGE019
）适用。
图4c示出图4a的实施例的第二变化，其中电压误差下降。从第二加法装置21输出的控制信号（指示为S3）从而是
Figure 762354DEST_PATH_IMAGE020
。再次，在稳态，等式（4）将还对在图4c中示出的配置（假设
Figure 192198DEST_PATH_IMAGE019
）适用。
图4d示出图4a的实施例的再另一个变化，其中使用线性下降。从第二加法装置21输出的信号是
Figure DEST_PATH_IMAGE021
，其在稳态将等于零。与图4a的相同的变化可以对此线性下降实现。认识到可以实现获得期望的下降控制模式的再另外的方式。
可以识别出两个主要方法以用于提供共同反馈信号Ud,common：
1）通过转换器站之间的通信获得Ud,common。
2）通过每个相应转换器站中的局部测量获得Ud,common。
在两个情况下，提供共同反馈信号。在第二个情况下，即转换器站之间没有通信的情况下，估计对所有转换器站共同的反馈信号以确实反映通信网络的总电压电平（与使用仅代表特定转换器站的电压电平的局部测量相对）。
对于第一个情况（其中使用通信），存在若干备选方法。Ud,common可作为DC电网1中的特定预选择的节点（也称为先导节点）处测量的dc电压而获得。Ud,common然后被传送到所有转换器站10a、10b、10c、10d、10e。先导节点可以选择为转换器站中的任何一个，在图2a中，转换器站10a选为先导节点。通信部件C然后可以包括从所选的先导节点10a到所有其他转换器站10b、10c、10d、10e的单向通信，如在图2b中示出的。
作为另一个示例，多个转换器站可以选为先导节点，并且这些先导节点处的电压测量用于计算共同反馈信号Ud,common。作为示例，转换器站10a、10b、10c选为先导节点。用于传送共同反馈信号Ud,common的通信部件C然后可以以不同的方式实现。例如，全部三个测量可以发送到所有转换器站10a、10b、10c、10d、10e，通信部件C随之将必须包括转换器站10a、10b、10c到10d和10e之间的双向通信，如在图2b中示出的。使用多于一个先导节点在共同反馈信号Ud,common的形成中引入一些冗余，然而，却是以需要更精致的通信部件C为代价。
Ud,common从而可被获得作为在不同先导节点处的若干电压测量的组合。作为示例，电压测量的组合可包括来自所有先导节点的电压测量的平均。该组合然后被传送到所有转换器站作为共同反馈信号Ud,common。
在下面，对第二个情况描述一个实施例，其中通过每个转换器站中的局部测量并且通过补偿获得Ud,common。在该实施例中，Ud,common通过补偿获得：
Figure 371507DEST_PATH_IMAGE022
                                （9）
其中Id是由转换器站注入DC电网1的电流，Ud是局部转换器电压并且R是补偿因子。R可以视为有效电阻（virtual resistance）。该控制模式（即没有通信）仍基于
Figure DEST_PATH_IMAGE023
的最初描述的基本思想并且从而基于等式（3），但进一步基于现有的等同星形网络。
可以示出，对于该情况（即，失去通信）每个转换器站也很好地跟踪其功率参考。
本发明可应用于任何网络配置，并且对于一般配置的网络，用于转换器站之间没有通信的以上情况的以上方法（如提到的）基于存在等同星形网络的假设。该假设（在图5中示出的）一般不是正确的。相反，可以使用在有效点中近似给出dc电压的补偿因子。参考跟踪能力的略微恶化将由该近似引入。然而，这比只使用局部测量的现有技术的解决方案要好得多。
德耳塔（delta）配置具有精确的等同星形网络，但从多边形配置到星形配置的变换一般不是可能的。为了对从多边形配置到星形配置的变换获得尽可能好的近似，可以使用不同的方法。存在许多备选方案以用于对给定的多边形网络找到近似的星形等同物，并且选择应该基于手边的系统的特定先决条件。变换的目的是要找到补偿因子使得等式（5）
Figure DEST_PATH_IMAGE025
的共同反馈信号尽可能接近等同网络的中性点（star point）电压的等同物，并且从而接近彼此。
根据本发明，任意数量的转换器站10a、10b、10c、10d、10e可通过描述的下降控制方法来控制，并且剩余的转换器站可通过常规的手段（例如，图3的第二控制备选，即Ctrl 2）来控制。采用下降控制模式的转换器站将与它们的下降常数的倒数大约成比例地分享对应于失去的转换器负载的负载。
接着参考图6，描述本发明的另一个实施例，该图示出其中通过通信获得共同参考信号Ud,common的情况。如果例如接近先导节点的转换器站断开，则可发生弱阻尼振荡。在图6中示出的实施例中，动态性能被改善，从而避免这样的弱阻尼振荡情形。共同电压（即反馈信号Ud,common）之间的差以及局部转换器电压Ud通过低通滤波器40滤波，使得高频含量被抑制。然后从局部电压Ud减去该差。获得的优点是在瞬变期间，控制是基于局部电压Ud。然而，当接近稳态并且瞬变已经渐渐消失时，低通滤波器之前和之后的局部电压反馈信号互相抵消并且控制是基于下降控制上的所有转换器站所共同的电压。
图7示出用于一实施例的低通滤波器的使用，其中通过补偿获得共同电压
Figure 477052DEST_PATH_IMAGE024
。可以看到可以这样简化控制：不必计算先前实施例的误差信号Ud,common－Ud。相反，测量局部电流Id，由转换器注入DC电网1的电流。
注意描述的实施例不限于特定种类的低通滤波器；可以使用不同种类的低通滤波器，并且具体而言，可使用抑制在某一截止频率之上的频率的任何实现。由于目的是要捕获共同电压信号的稳态行为，截止频率有利地可以相当低。
图8示出本发明的再另一个实施例，其中分别获得共同反馈信号Ud,common和
Figure 812218DEST_PATH_IMAGE024
的两个主要方法被组合。引入开关60以用于取决于通信是否可用而自动选择到低通滤波器的输入。当通信可用时（即Scom=1），通过通信获得共同电压信号，从而使用Ud,common，并且如果失去通信，即Scom=0，则相反使用补偿，从而使用。
如果计划的通信中断发生，转变到补偿模式（非通信模式）的一个或多个先导转换器站可以以非自动的方式进行，即，通过操作者干预。然而，如果在操作期间，在通信信道内或一个或多个先导节点中发生任何故障，从通信模式到非通信模式的自动转变是必需的。指示通信部件C和一个或多个先导节点两者的可用性的状态标志可以实现以便控制操作模式。
这提供控制系统，该控制系统在大部分时间期间使用传送的共同反馈信号Ud,common，例如先导节点电压，其具有非常良好的参考跟踪，但偶尔对于失去通信或其不可用的时间的短时期，该控制系统具有基于带有稍微较差的参考跟踪的补偿的后退（fall-back）策略。该实施例由此提供高的性能以及可靠性。
图9示出本发明的再另一个实施例。引入限制器装置70，其具有确保不管遭遇什么反馈信号它们将不会驱使局部转换器电压在其允许的操作极限Umax和Umin外的目的。注意对于当反馈信号给出位于给定极限内的参考电压时的情况，图9等同于图8。
关于下降常数的确定的一些另外的方面在下面呈现。当通信可用时，下降常数的选择是一方面防止转换器电压达到它们的操作极限的需要与另一方面转换器功率输出的收敛速度之间的折衷。在通信可用的情况下，降低DC电网1中所有功率-电压-平方的下降控制转换器站10a、10b、10c、10d、10e的下降系数导致在损失转换器站时转换器电压的较小变化。选择相对小的下降系数可防止转换器站在单个意外事件中达到它们的电压极限。另一方面，获得的模拟结果示出降低下降系数使对它们相应的参考的转换器功率输出的收敛速度降低，从而降低权衡（trade off）。
在失去通信的情况下，即当使用补偿时，下降系数的选择是一方面在单个意外事件时防止转换器电压达到它们的极限的需要与包含由dc电压测量误差或缺乏等同星形网络产生的功率追踪误差的需要之间的折衷。与上面的情况相似，降低DC电网中所有功率-电压-平方的下降控制转换器的下降系数导致在损失转换器时转换器电压的较小变化。选择相对小的下降系数从而是在这样的意外事件期间阻止转换器达到它们的电压极限的方式。另一方面，可以示出，由于dc电压测量误差或缺乏星形等同网络引起的转换器的功率参考跟踪误差与其下降系数成反比。此外，控制回路的响应速度在该模式中不成为问题。
从而注意，下降常数可取决于通信是否可用而修改（即改变）。此外，电压参考
Figure 557637DEST_PATH_IMAGE026
也可取决于通信是否可用而修改。
图10示出关于包括在根据本发明的方法中的步骤的流程图以用于控制DC电网1（其包括两个或更多互连的转换器站）的电力流。注意该方法可根据不同实施例而包括另外的步骤（未示出）。该方法包括对转换器站建立共同反馈信号Ud,common的第一步骤81。该共同反馈信号Ud,common基于DC传输电力网1中的总电压电平，如较早描述的。
方法80包括提供基于共同反馈信号Ud,common和基于下降的功率误差信号Pe,droop的控制信号S1、S2、S3、S4的第二步骤82。参考图4a-4更详细地描述控制信号S1、S2、S3、S4。
方法80包括通过使用在步骤82中提供的控制信号S1、S2、S3、S4朝一个或更多设置操作点
Figure DEST_PATH_IMAGE027
、
Figure 55615DEST_PATH_IMAGE028
来控制DC电力传输网1内的电力流的第三步骤83。
在一实施例中，转换器站10a、10b、10c、10d、10e包括能够实现它们之间的通信的通信部件C，如较早描述的。建立共同反馈信号的步骤则包括通过通信部件C传送共同反馈信号Ud,common。
在另一个实施例中，共同反馈信号Ud,common确定为在预定的转换器站处测量并且然后传送到所有其他转换器站10a、10b、10c、10d、10e的电压电平。
在再另一个实施例中，通过在多个转换器站处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Ud,common。
在另一个实施例中，多个转换器站10a、10b、10c、10d、10e取决于共同反馈信号Ud,common并且与对每个特定转换器站10a、10b、10c、10d、10e单独确定的下降常数D成比例地调节其相应的电压。
在先前的实施例中，该方法然后可包括取决于转换器站10a、10b、10c、10d、10e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，提供可靠备份。
在另一个实施例中，该方法包括取决于转换器站10a、10b、10c、10d、10e之间的通信是否可用而修改电压参考
Figure DEST_PATH_IMAGE029
的另一步骤。
在其中通过通信建立共同反馈信号的实施例中，并且在通信不可用的情况下，通过转换器站10b、10c、10d、10e中的每个中的局部测量而估计共同反馈信号
Figure 515677DEST_PATH_IMAGE030
。在由于一些原因失去通信的情况下，从而提供可靠备份。
在先前的实施例中，该方法然后可包括通过下式确定共同反馈：
Figure 466316DEST_PATH_IMAGE002
其中Id是由每个相应的转换器站10a、10b、10c、10d、10e注入DC电力传输网1内的测量电流并且其中R是补偿因子。优选地，首先使用通信并且如果通信不可用，则通过局部测量确定共同反馈信号。
在再另一个实施例中，对转换器站建立81共同反馈信号Ud,common的步骤包括基于转换器站10a、10b、10c、10d、10e中的每个中的局部测量来确定共同反馈信号
Figure 286504DEST_PATH_IMAGE030
。从而提供用于建立共同反馈信号的通信的使用的备选解决方案，其例如在难以提供通信部件的情况下可以是有价值的。
在上面的实施例中，可根据下式确定共同反馈信号：
其中Id是由每个相应的转换器站10a、10b、10c、10d、10e注入DC电力传输网1内的测量电流并且其中R是补偿因子。
在另一个实施例中，该方法包括在调节转换器站10a、10b、10c、10d、10e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40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。
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。这可通过使用较早描述的限制部件70实现。
共同反馈信号Ud,common、
Figure 581536DEST_PATH_IMAGE030
可基于一个或更多测量或计算的电压，其反映DC电网1中的总电压电平。换句话说，DC传输电力网中的总电压电平通过使用DC电网1内的一个或若干测量或计算的电压而反映。
本发明还包含能装载到计算机16的存储器内控制转换器站10a、10b、10c、10d、10e的计算机程序产品19。该计算机程序产品19包括用于执行如上文描述的方法的软件代码部分。
要注意，尽管连同电压平方控制描述了本发明，可以实现其他控制方法，例如关于图4d提到的线性电压控制。

Claims (20)

1.一种用于控制DC电力传输网（1）内的电力流的方法（80），所述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），所述方法（80）包括以下步骤：
－对所述转换器站建立（81）共同反馈信号（Ud,common，                                                
Figure DEST_PATH_IMAGE001
），所述共同反馈信号（Ud,common，
Figure 63778DEST_PATH_IMAGE001
）基于所述DC传输电力网（1）中的总电压电平，
－在所述转换器站中提供（82）基于所述共同反馈信号（Ud,common，
Figure 980919DEST_PATH_IMAGE001
）和下降的误差信号（Pe,droop，Ue,droop）的控制信号（S1，S2，S3，S4），以及
－通过使用所述控制信号（S1，S2，S3，S4）朝设置操作点（
Figure 449071DEST_PATH_IMAGE002
，）控制（83）所述DC电力传输网（1）内的所述电力流。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述转换器站（10a，10b，10c，10d，10e）包括能够实现它们之间的通信的通信部件（C），并且其中建立共同反馈信号的所述步骤包括通过通信部件（C）将共同反馈信号（Ud,common）传送（81）到所述转换器站。
3.如权利要求1或2所述的方法，其中所述共同反馈信号（Ud,common）确定为在预定的转换器站的电压电平。
4.如权利要求1、2或3所述的方法，其中通过将在所述转换器站（10a、10b、10c、10d、10e）的两个或更多转换器站的至少两个电压测量组合而确定所述共同反馈信号（Ud,common）。
5.如权利要求4所述的方法，其中通过对所述至少两个电压测量求平均而确定所述共同反馈信号（Ud,common）。
6.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，多个所述转换器站（10a，10b，10c，10d，10e）取决于所述共同反馈信号（Ud,common）并且与对每个特定的转换器站（10a，10b，10c，10d，10e）单独确定的下降常数（D）成比例地调节其电压。
7.如权利要求5所述的方法，包括取决于所述转换器站（10a，10b，10c，10d，10e）之间的通信是否可用而修改所述下降常数（D）的另一步骤。
8.如前述权利要求中任一项所述的方法，包括取决于所述转换器站（10a，10b，10c，10d，10e）之间的通信是否可用而修改所述电压参考的另一步骤。
9.如权利要求2所述的方法，其中在传送所述共同反馈信号（Ud,common）的所述步骤失败的情况下，通过所述转换器站（10a，10b，10c，10d，10e）的每个转换器站中的局部测量来确定所述共同反馈信号（）。
10.如权利要求9所述的方法，其中，所述共同反馈信号由下式确定（84）：
Figure DEST_PATH_IMAGE005
其中Id是由每个相应的转换器站（10a，10b，10c，10d，10e）注入所述DC电力传输网（1）中的测量电流并且其中R是补偿因子。
11.如权利要求1所述的方法，其中，对所述转换器站建立（81）共同反馈信号（Ud,common）的所述步骤包括通过所述转换器站（10a，10b，10c，10d，10e）的每个转换器站中的局部测量来确定所述共同反馈信号（
Figure 418798DEST_PATH_IMAGE004
）。
12.如权利要求11所述的方法，其中，所述共同反馈信号由下式确定（84）：
Figure 685832DEST_PATH_IMAGE005
其中Id是由每个相应的转换器站（10a，10b，10c，10d，10e）注入所述DC电力传输网（1）中的测量电流并且其中R是补偿因子。
13.如前述权利要求中任一项所述的方法，包括在调节所述转换器站（10a，10b，10c，10d，10e）的电压和/或功率中使用所述共同反馈信号（Ud,common，
Figure 884732DEST_PATH_IMAGE001
）之前通过低通滤波器（40）对其滤波的另一步骤。
14.如前述权利要求中任一项所述的方法，包括使用限制部件（70）防止所述共同反馈信号超出预设置的极限的另一步骤。
15.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述共同反馈信号（Ud,common，）是基于一个或更多测量或计算的电压，其反映所述DC传输电力网（1）中的所述总电压电平。
16.一种计算机程序产品（19），其能装载到计算机的存储器中从而控制转换器站（10a，10b，10c，10d，10e），所述计算机程序产品包括用于执行如权利要求1-15中任一项所述的方法的软件代码部分。
17.一种转换器站（10a，10b，10c，10d，10e）中的控制装置（18a，18b，18c，18d，18e），用于控制DC电力传输网（1）中的电力流，所述控制装置（10a，10b，10c，10d，10e）包括用于输出基于对所述转换器站（10a，10b，10c，10d，10e）共同的反馈信号（Ud,common，
Figure 733925DEST_PATH_IMAGE001
）和下降的误差信号（Pe,droop，Ue,droop）的控制信号（S1，S2，S3，S4）的控制部件（20），所述共同反馈信号（Ud,common，
Figure 488254DEST_PATH_IMAGE001
）基于所述DC电力传输网（1）中的总电压电平。
18.如权利要求17所述的控制装置（18a，18b，18c，18d，18e），包括用于对所述共同反馈信号滤波的滤波部件（40）。
19.如权利要求17或18所述的控制装置（18a，18b，18c，18d，18e），还包括限制部件（70），所述限制部件（70）布置成防止所述转换器站（10a，10b，10c，10d，10e）的稳态电压超出所述转换器站（10a，10b，10c，10d，10e）的操作电压极限。
20.如权利要求17-19中任一项所述的控制装置（18a，18b，18c，18d，18e），还包括开关（60），所述开关（60）布置成取决于通信是否可用而选择是通过通信（Ud,common）还是通过补偿（
Figure 225266DEST_PATH_IMAGE001
）来获得所述反馈信号。
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