CN105811449A - 一种柔性直流输电系统无功功率分配方法 - Google Patents

一种柔性直流输电系统无功功率分配方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105811449A
CN105811449A CN201610341536.9A CN201610341536A CN105811449A CN 105811449 A CN105811449 A CN 105811449A CN 201610341536 A CN201610341536 A CN 201610341536A CN 105811449 A CN105811449 A CN 105811449A
Authority
CN
China
Prior art keywords
idle
pole
instruction
poles
extremely
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201610341536.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105811449B (zh
Inventor
李春平
宋文峰
阴晓光
吴彦峰
马士恩
李小
胡兆庆
丁久东
董云龙
卢宇
李海英
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
DALIAN POWER SUPPLY Co OF LIAONING ELECTRIC POWER Co Ltd
NR Electric Co Ltd
NR Engineering Co Ltd
Original Assignee
DALIAN POWER SUPPLY Co OF LIAONING ELECTRIC POWER Co Ltd
NR Electric Co Ltd
NR Engineering Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by DALIAN POWER SUPPLY Co OF LIAONING ELECTRIC POWER Co Ltd, NR Electric Co Ltd, NR Engineering Co Ltd filed Critical DALIAN POWER SUPPLY Co OF LIAONING ELECTRIC POWER Co Ltd
Priority to CN201610341536.9A priority Critical patent/CN105811449B/zh
Publication of CN105811449A publication Critical patent/CN105811449A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105811449B publication Critical patent/CN105811449B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/36—Arrangements for transfer of electric power between ac networks via a high-tension dc link
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/18—Arrangements for adjusting, eliminating or compensating reactive power in networks
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/30—Reactive power compensation
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/60—Arrangements for transfer of electric power between AC networks or generators via a high voltage DC link [HVCD]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Electrical Variables (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

本发明涉及一种柔性直流输电系统无功功率分配方法，输入的无功指令是针对两个极,按照预先设计的功率圆图范围确定单个极有功和无功输出限制范围,无功受限于有功输出,其中功率圆图是考虑了换流器桥臂电流限制和调制比限制,直流线路电流限制以及换流器组成子模块的电流限制等因素,无功的分配原则是保证两个极换流器输出无功均受每个单极的有功限制,同时保证两个极输出总无功满足指令要求。本方法可以在两极合理分配无功输出，保证每个单极都是按照本极的功率圆范围用各自有功限制无功输出，同时可以保证总的无功输出保持不变，并且在单极功率受到限制，或者单极跳闸后，另外一极等于总的输入无功指令通过单极功率圆限制后输出无功。

Description

一种柔性直流输电系统无功功率分配方法
技术领域
本发明属于直流输电领域，特别涉及一种柔性直流输电系统无功功率分配方法。
背景技术
柔性直流输电采用电压源换流器，可以独立调节有功和无功的传输、提高交流系统的输电能力，易于构成多端直流输电系统，在可再生能源的发电并网、孤岛城市供电以及交流系统互联等应用领域，具有明显的竞争力。
在采用电压源换流器双极拓扑方式下(见图1a和1b)，一般在交流电源和换流阀之间有带分接头连接变压器，如果分接头档位固定，换流器工作范围相对比较有限，配合分接头调节后，换流器的工作范围明显扩大，换流器输出有功和无功的工作范围用功率圆图表示(见图2)，换流器输出有功和无功范围在该功率圆图范围内，或者在功率圆图的边界线上。
电压源型换流器无功输出一般受限于有功输出，对于单极换流器而言，无功输出受功率圆图的单极有功限制输出，此时输入的无功指令是指单极的无功指令，并且在输入范围已经考虑了采用有功限制，所以不存在无功的分配和补偿问题。对于双极拓扑而言，有整个双极输出的功率圆图，双极输出无功受到双极输出的功率圆图限制，即双极输出总的有功和无功范围不能超过圆图圈定范围，同时每个单极的有功和无功也受到单极的功率圆图限制。在双极功率圆图范围内，输入的无功指令是针对双极而言的；双极无功指令对每个单极而言，又存在不同的组合和分配问题。无功功率的合理分配是双极电压源型换流器稳定运行的必要前提。
现有的一种分配方式就是严格按照无功两极对分原则，同时单极无功受到单极的功率圆图的有功限制。当有功功率控制由双极切换到单极控制后，改变了有功输出的同时用有功限制了该极的无功输出，导致两极总的无功会相应变化，有可能因为无功输出限制造成总的无功缺失。
发明内容
本发明的目的是提供一种柔性直流输电系统无功功率分配方法，可以在两极合理分配无功输出，保证每个单极都是按照本极的功率圆范围用各自有功限制无功输出，同时可以保证有功变化时总的无功输出保持不变；在有功平衡情况下，可以保证无功在两极的平均分配。
为了达成上述目的，本发明的解决方案是：
输入的总无功指令针对两个极无功的总和,按设定的功率圆图范围确定单个极有功和无功输出限制范围,单个极无功受限于单个极有功输出,总无功的分配的规则是两个极换流器输出无功均受每个单个极的有功限制,同时两个极输出总无功满足指令要求,总无功的分配由其中一个单个极的控制主机分配决定，设定为主导极，按分配算法计算出两个极无功指令后，分配给两个极，分配算法如下：
步骤1.首先按照无功均分原则分配给两个极，两个极执行无功指令为Qref/2，Qref为输入总无功指令；
步骤2.主导极判断本极无功是否受到有功限制，如果受到限制，按照当前无功Q1输出，另外一极输出无功指令为Qref-Q1；
步骤3.如果没有受到限制，无功指令初步定为Qref/2，立即检查另外一个极是否受到有功限制，如果也没有受到限制，无功指令最终定为Qref/2；
步骤4.如果本极没有受到限制，无功指令初步定为Qref/2，如果检查另外一极受到有功限制，输出无功Q2，本极无功指令最终被更改为Qref-Q2。
以上所述无功指令在两个极的分配方法中，无功的分配由其中一个极的控制主机决定，称作主导极，无功分配由主导极决定，两个极的主机间通讯丢失后，输入无功指令不再接收另外一个极分配的无功指令，每个极按照各自功率圆有功对无功的限制，接收本极输入的无功指令；
以上所述无功指令在两个极的分配方法，本极由于限负荷原因无功受到限制后，本极无功按照一定斜率下降的同时，另外一个极检测到对极无功受限后，无功输出无功变成Qref-Qx。Qx为限负荷极实际输出无功，x＝1,2。限负荷命令消失后，两极无功保持当前数值不变，通过手动确认后，无功按照权利1所述的方式重新分配两极无功，并且各自变化到新的无功数值。
以上所述无功指令在两个极的分配方法，单极输入新的有功指令导致本极的无功因为功率圆限制发生变化后，另外一极为保持总的无功不变，更新指令为Qref-Qx，x＝1,2.再按照斜率上升到新的无功指令。
以上所述无功指令在两个极的分配方法中，另外一极跳闸后，本极无功将被更新为之前总的无功Qref，，再按照该极的单极功率圆限制，最终能输出的无功最大值受单极功率圆限制。这种情况下，单极输入新的有功指令导致本极的无功范围因为功率圆限制发生变化后，本极的单极无功保持不变，再次输入新的无功指令后，才能升降到新的无功指令。
以上所述无功指令在两个极的分配方法，单极的功率圆范围可以根据预先确定的双极的功率圆范围得到，具体做法是将双极功率圆范围除于2得到单极功率圆范围。
采用上述方案后，本发明的有益效果为：
(1)本方法可以在两极合理分配无功输出，保证每个单极都是按照本极的功率圆范围用各自有功限制无功输出，同时可以保证总的无功输出保持不变，有功变化时保持总无功输出不变。
(2)在有功平衡情况下，可以保证无功在两极的平均分配，可以保证两极换流器电流相同，可以保证两极在暂态下具有相同的电流过载能力，保证两极的稳定运行。
附图说明
图1(a)是双极拓扑下金属回线运行；(b)是双极拓扑下大地回线运行，MMC表示modularmulti-levelconverter模块化多电平换流器；
图2为双极功率圆图。
具体实施方式
本发明的目的是提供一种电压源换流器无功指令在两个极的分配方法。该方法应用在柔性直流输电系统中双极拓扑中，见图1。
为了达成上述目的，本发明的实施方式为：
采用一种电压源换流器无功指令在两个极的分配方法，输入的无功指令是针对两个极无功总和,按照预先设计的功率圆图范围,见图2,确定单个极有功和无功输出限制范围,无功受限于有功输出,无功的分配原则是保证两个极换流器输出无功均受每个单极的有功限制,同时保证两个极输出总无功满足指令要求,无功的分配由其中一个极的控制主机决定，按照预定的分配算法计算出两个极无功指令后，分配给两个极，分配算法如下：
步骤1.首先按照无功均分原则分配给两个极，两个极执行无功指令为Qref/2，Qref为输入总无功指令；
步骤2.主导极判断本极无功是否受到有功限制，如果受到限制，按照当前无功Q1输出，另外一极输出无功指令为Qref-Q1；
步骤3.如果没有受到限制，无功指令初步定为Qref/2，立即检查另外一个极是否受到有功限制，如果也没有受到限制，无功指令最终定为Qref/2；
步骤4.如果本极没有受到限制，无功指令初步定为Qref/2，如果检查另外一极受到有功限制，输出无功Q2，本极无功指令最终被更改为Qref-Q2。
以上所述无功指令在两个极的分配方法中，无功的分配由其中一个极的控制主机决定，称作主导极，无功分配由主导极决定，两个极的主机间通讯丢失后，输入无功指令不再接收另外一个极分配的无功指令，每个极按照各自功率圆有功对无功的限制，接收本极输入的无功指令；
以上所述无功指令在两个极的分配方法，本极由于限负荷原因无功受到限制后，本极无功按照一定斜率下降的同时，另外一个极检测到对极无功受限后，无功输出无功变成Qref-Qx。Qx为限负荷极实际输出无功，x＝1,2。限负荷命令消失后，两极无功保持当前数值不变，通过手动确认后，无功按照权利1所述的方式重新分配两极无功，并且各自变化到新的无功数值。
以上所述无功指令在两个极的分配方法，单极输入新的有功指令导致本极的无功因为功率圆限制发生变化后，另外一极为保持总的无功不变，更新指令为Qref-Qx，x＝1,2.再按照斜率上升到新的无功指令。
以上所述无功指令在两个极的分配方法中，另外一极跳闸后，本极无功将被更新为之前总的无功Qref，再按照该极的单极功率圆限制，最终能输出的无功最大值受单极功率圆限制。这种情况下，单极输入新的有功指令导致本极的无功范围因为功率圆限制发生变化后，本极的单极无功保持不变，再次输入新的无功指令后，才能升降到新的无功指令。
以上所述无功指令在两个极的分配方法，单极的功率圆范围可以根据预先确定的双极的功率圆范围得到，具体做法是将双极功率圆范围除于2得到单极功率圆范围。

Claims (6)

1.一种柔性直流输电系统无功功率分配方法，其特征在于：输入的总无功指令针对两个极无功的总和,按设定的功率圆图范围确定单个极有功和无功输出限制范围,单个极无功受限于单个极有功输出,总无功的分配的规则是两个极换流器输出无功均受每个单极的有功限制,同时两个极输出总无功满足指令要求,总无功的分配由其中一个单个极的控制主机分配决定，设定为主导极，按分配算法计算出两个极无功指令后，分配给两个极，分配算法如下：
(1)将总无功按照无功均分原则分配给两个极，两个极执行无功指令为Qref/2，Qref为输入总无功指令；
(2)主导极判断本极无功是否受到有功限制，如果受到限制，按照当前无功Q1输出，另外一极输出无功指令为Qref-Q1；
(3)主导极判断本极无功没有受到限制，主导极无功指令首先定为Qref/2，检查另外一个极是否受到有功限制，如果也没有受到限制，两极无功指令最终都定为Qref/2；如果检查另外一极受到有功限制，输出无功Q2，则主导极无功指令被更改为Qref-Q2。
2.如权利1所述的一种柔性直流输电系统无功功率分配方法，其特征在于，两个极的主机间通讯丢失后，两个极变成相互独立，每个极按照各自功率圆有功对无功的限制，分别接收操作界面输入的无功指令。
3.如权利1所述的一种柔性直流输电系统无功功率分配方法，其特征在于，限负荷命令消失瞬间，两极无功保持当前数值不变，之后无功按照步骤(1)至(3)所述的方式重新分配两极无功，并且各自变化到新的无功数值。
4.如权利1所述的一种柔性直流输电系统无功功率分配方法，其特征在于，单极界面输入新的有功指令导致本极的无功因为功率圆限制发生变化后，另外一极为保持总的无功不变，更新指令为Qref-Qx，x＝1,2,再按照斜率上升到新的无功指令。
5.如权利1所述的一种柔性直流输电系统无功功率分配方法，其特征在于，一极跳闸后，另外一极无功指令将被更新为之前总的无功Qref，再按照该极的单极功率圆限制，最终能输出的无功最大值受单极功率圆限制。
单极输入新的有功指令导致本极的无功范围因为功率圆限制发生变化后，本极的无功保持之前限制的数值不变，只有再次输入新的无功指令后，才升降到新的无功。
6.如权利1所述的一种柔性直流输电系统无功功率分配方法，其特征在于，根据预先确定的双极的功率圆范围,将双极功率圆范围除以二,得到单极功率圆范围。
CN201610341536.9A 2016-05-22 2016-05-22 一种柔性直流输电系统无功功率分配方法 Active CN105811449B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610341536.9A CN105811449B (zh) 2016-05-22 2016-05-22 一种柔性直流输电系统无功功率分配方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610341536.9A CN105811449B (zh) 2016-05-22 2016-05-22 一种柔性直流输电系统无功功率分配方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105811449A true CN105811449A (zh) 2016-07-27
CN105811449B CN105811449B (zh) 2018-07-06

Family

ID=56451680

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610341536.9A Active CN105811449B (zh) 2016-05-22 2016-05-22 一种柔性直流输电系统无功功率分配方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105811449B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110518620A (zh) * 2019-08-16 2019-11-29 国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院 一种用于电压源换流器的潮流计算方法
CN115425698A (zh) * 2022-08-23 2022-12-02 广东电网有限责任公司广州供电局 一种柔性直流输电的混合控制下的无功分配方法及其系统
EP4311061A1 (en) * 2021-03-30 2024-01-24 Huawei Digital Power Technologies Co., Ltd. Bipolar power supply system and control method

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103368170A (zh) * 2013-06-26 2013-10-23 许继集团有限公司 一种多端柔性直流输电系统的换流器及其控制方法
CN104300570A (zh) * 2014-10-31 2015-01-21 南京南瑞继保电气有限公司 双极柔性直流输电系统的全站无功功率控制方法
CN104333012A (zh) * 2014-11-06 2015-02-04 国家电网公司 一种多馈入柔性直流输电无功功率控制方法及装置
CN105515034A (zh) * 2015-12-01 2016-04-20 许继电气股份有限公司 一种两端双极mmc—hvdc系统的功率控制方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103368170A (zh) * 2013-06-26 2013-10-23 许继集团有限公司 一种多端柔性直流输电系统的换流器及其控制方法
CN104300570A (zh) * 2014-10-31 2015-01-21 南京南瑞继保电气有限公司 双极柔性直流输电系统的全站无功功率控制方法
CN104333012A (zh) * 2014-11-06 2015-02-04 国家电网公司 一种多馈入柔性直流输电无功功率控制方法及装置
CN105515034A (zh) * 2015-12-01 2016-04-20 许继电气股份有限公司 一种两端双极mmc—hvdc系统的功率控制方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110518620A (zh) * 2019-08-16 2019-11-29 国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院 一种用于电压源换流器的潮流计算方法
EP4311061A1 (en) * 2021-03-30 2024-01-24 Huawei Digital Power Technologies Co., Ltd. Bipolar power supply system and control method
EP4311061A4 (en) * 2021-03-30 2024-05-29 Huawei Digital Power Technologies Co., Ltd. BIPOLAR POWER SUPPLY SYSTEM AND CONTROL METHODS
CN115425698A (zh) * 2022-08-23 2022-12-02 广东电网有限责任公司广州供电局 一种柔性直流输电的混合控制下的无功分配方法及其系统
CN115425698B (zh) * 2022-08-23 2023-10-20 广东电网有限责任公司广州供电局 一种柔性直流输电的混合控制下的无功分配方法及其系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN105811449B (zh) 2018-07-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105122587B (zh) 电磁感应方式的电源供给装置
US11025086B2 (en) Power conversion device
CN105811449A (zh) 一种柔性直流输电系统无功功率分配方法
Lee et al. Operation schemes of interconnected DC microgrids through an isolated bi-directional DC-DC converter
CN102324838A (zh) 均流电源电压调节方法、装置及网络设备
CN109659941B (zh) 一种交直流混合微电网自治控制方法及系统
CN105515034B (zh) 一种两端双极mmc—hvdc系统的功率控制方法
CN105119297A (zh) 一种用于光伏逆变器自适应无功补偿的方法
CN110429578B (zh) 一种分布式直流微电网控制方法
CN104269854A (zh) 一种基于直流逆变站稳定测度指标的电压控制方法
US11563383B2 (en) Device for connecting a sub-network to an alternating voltage network and method for controlling an electrical power
EP2843786B1 (en) An elevator line bridge filter for compensating reactive power in a grid
EP2937243B1 (en) Method for power management in electrical installations
CN104426159A (zh) 一种三极直流输电协调控制方法
CN112491028A (zh) 一种改进的直流系统下垂控制方法、装置及存储介质
CN103701189A (zh) 一种网络化的分布式动态均衡供电方法
CN107193312B (zh) 一种单电芯模拟装置
US10886744B2 (en) Power conversion system, power supply system and power conversion device
CN114079291B (zh) 双向变流器与牵引整流器的并联协同控制方法及相关设备
Maryama et al. Unified hybrid (AC/DC) active distribution networks droop-based load-sharing strategy
JP7311381B2 (ja) 電力制御装置および電力制御方法、並びに電力供給設備
CN109659965B (zh) 一种柔性直流输电系统有功功率控制方法和系统
CN108512212B (zh) 接入分布式电源的多电压等级直流配网分布式控制方法
CN109004655B (zh) 静止无功发生器群控系统及控制方法
AU2019423646A1 (en) Power supply system and method for controlling power supply system

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant