CN108512242A - 一种三端混合直流系统站间功率指令协调的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种三端混合直流系统站间功率指令协调的方法，其特征在于首先设置三站的电流裕度，然后选取整流站作为主导站，进行三站的电流指令计算，将功率指令转换为电流指令，将三站电流指令的计算过程转换为1号逆变站电流指令计算和2号逆变站电流指令计算两部分逻辑，将1号逆变站和2号逆变站电流指令计算值相加作为整流站电流指令，在电流阶跃过程中，为了保证三端混合直流系统不失去电流裕度，采取电流指令同步策略保证系统稳定运行。

Description

一种三端混合直流系统站间功率指令协调的方法
技术领域
本发明涉及一种三端混合直流系统站间功率指令协调的方法，属于高压直流输电技术领域。
背景技术
基于晶闸管技术的电网换相换流器(LCC)的高压直流(LCC-HVDC)输电系统技术已经非常成熟。目前LCC-HVDC输电系统广泛应用于远距离大容量输电、异步电网互联等场合。然而LCC-HVDC输电系统由于换相对所连交流电网要求较高，存在逆变侧换相失败，无法对弱交流系统供电，无法实现无源运行，运行过程中需要消耗大量无功功率等缺陷，在一定程度上制约了其进一步发展。
基于模块化多电平换流器(MMC)的高压直流(MMC-HVDC)输电系统无需无功功率补偿，结构紧凑、占地面积小，无需交流电网的短路容量支持换相，不存在换相失败，从而解决了直流输电向弱系统或无源电网供电的问题。但是无法有效处理直流线路故障的缺陷制约了其在远距离大容量输电场合的运用。
结合目前直流输电技术的最新成果，采用混合直流方案，将常规直流输电技术较低造价和运行损耗的优势，与柔性直流输电技术在控制性能、交直流故障穿越能力等方面的技术优势相结合，可提高电网的运行性能，并能构建更大规模和更稳定可靠的特高压直流输电系统。
尽管世界上已有为数不多的几个多端直流工程案例，但国内尚无远距离多端直流输电系统的应用经验。相比两端直流系统，多端直流系统能够更有效地满足实际工程的各种运行需求，但是在多端混合直流输电系统中，如何保证整流侧电流之和等于逆变侧电流之和是功率协调的关键所在，本发明选取三端混合直流输电系统进行说明。
发明内容
本发明的目的，在于提供一种三端混合直流系统站间功率指令协调的方法，确保混合直流系统在不同运行方式下可以稳定运行。
为了便于理解本申请的技术方案，首先对三端混合直流系统站间功率指令协调的方法所基于的系统进行简单介绍如下：
三端混合直流系统整流站为常规直流站，然后经过1号架空线路连接柔直1号逆变站，再经过2号架空线路连接柔直2号逆变站。
本发明具体采用以下技术方案：
一种三端混合直流系统站间功率指令协调的方法，所述三端混合直流系统包括一个整流站和两个逆变站，其特征在于：
首先设置三站的电流裕度，然后选取整流站作为主导站，进行三站的电流指令计算，将功率指令转换为电流指令，将三站电流指令的计算过程转换为1号逆变站电流指令计算和2号逆变站电流指令计算两部分逻辑，将1号逆变站和2号逆变站电流指令计算值相加作为整流站电流指令，在电流阶跃过程中，为了保证三端混合直流系统不失去电流裕度，采取电流指令同步策略保证系统稳定运行。
一种三端混合直流系统站间功率指令协调的方法，所述三端混合直流系统包括一个整流站和两个逆变站；其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)设置整流站和两个逆变站的电流裕度；
(2)选择主导站；
(3)将功率指令转换为电流指令，进行1号逆变站电流指令计算和2号逆变站电流指令计算；
(4)对电流指令采取同步策略；
(5)计算整流站电流指令。
本发明进一步包括以下优选方案：
所述步骤(1)中，常规直流站作为整流站，电流裕度设置为0，1号逆变站电流裕度设置为0.1pu，2号逆变站电流裕度设置为0.1pu。
所述步骤(2)中，选择整流站作为主导站，用于计算三站的电流指令。
所述步骤(3)中，在主导站中将功率指令转换为电流指令，根据三个站的运行方式分别计算出两个逆变站的电流指令。
所述步骤(4)中，为了保证在电流阶跃过程中，三端混合直流系统不失去电流裕度，采取电流指令同步策略，即整流站在本站和1号逆变站/2号逆变站的电流指令之间，选择较大值，逆变站选择整流站传送过来的电流指令值。
所述步骤(5)中，将1号逆变站电流指令计算值和2号逆变站电流指令计算值相加，作为整流站电流指令值，同时需考虑保持整流站的最小电流。
本发明有益效果：
本发明提供了一种三端混合直流系统站间功率指令协调的方法，其特征在于首先设置三站的电流裕度，然后选取整流站作为主导站，将功率指令转换为电流指令，将三站电流指令的计算过程转换为1号逆变站电流指令计算和2号逆变站电流指令计算两部分逻辑，根据三个站的运行方式分别计算出1号逆变站和2号逆变站电流指令计算值并将其相加作为整流站电流指令，在电流阶跃过程中，为了保证三端混合直流系统不失去电流裕度，采取电流指令同步策略，在满足三端混合直流多种运行方式需求时，保证系统稳定运行。
附图说明：
图1是本发明三端混合直流系统结构示意图；
图2是本发明每个直流站双极双阀组拓扑结构示意图；
图3是本发明一种三端混合直流系统站间功率指令协调的方法流程图；
具体实施方式
为使本发明的技术方案，控制优点更加明确，下面将结合附图对本发明做详细的解释说明。
本发明实施例提供了一种三端混合直流系统站间功率指令协调的方法，在满足三端混合直流多种运行方式需求时，保证系统稳定运行。本发明实施例的介绍是基于三端混合直流系统(见图1)，包括整流站1，1号2号逆变站，2号逆变站3,1号架空线路4，2号架空线路5，每个站主电路采用双极双阀组的拓扑结构(见图2)，它包括极1高阀组6，极1低阀组7，极2低阀组8，极2高阀组9。
在三端混合直流系统中，各阀组以及各极均会出现不同组合的运行方式，本文挑选三种典型运行方式进行说明。
如附图3所示为本发明公开的一种三端混合直流系统站间功率指令协调的方法，其步骤如下：
(1)设置三站的电流裕度；
常规直流站作为整流站，电流裕度设置为0，1号逆变站电流裕度设置为0.1pu，2号逆变站电流裕度设置为0.1pu。(2)选择主导站；
选择整流站作为主导站，用于计算三站的电流指令。
(3)将功率指令转换为电流指令，进行1号逆变站电流指令计算和2号逆变站电流指令计算；
在主导站中将功率指令转换为电流指令，根据三个站的运行方式分别计算出两个逆变站的电流指令。
电流指令值是由运行人员下发的功率指令值PREF除以直流电压UD计算出的。直流电压UD根据双极功率控制和极功率控制选择为两极间直流电压UD12和本极间直流电压UD1/UD2。
本实施例以双极功率控制为例，挑选如下典型运行方式进行说明：
I.三站双极全压运行；
1号逆变站电流指令值IDCREF_INV1＝PREF1/UD12；
2号逆变站电流指令值IDCREF_INV2＝PREF2/UD12；
此时UD12为两极4个阀组的直流电压之和；
II.三站双极半压运行；
1号逆变站电流指令值IDCREF_INV1＝PREF1/UD12；
2号逆变站电流指令值IDCREF_INV2＝PREF2/UD12；
此时UD12为两极2个阀组的直流电压之和；
III.整流站和2号逆变站运行，1号逆变站极1退出运行；
1号逆变站电流指令值IDCREF_INV1＝PREF1/UD2；
2号逆变站电流指令值IDCREF_INV2＝PREF2/UD12；
此时UD2为极2的2个阀组的直流电压之和；
此时UD12为两极4个阀组的直流电压之和。
(4)对电流指令采取同步策略；
为了保证在电流阶跃过程中，三端混合直流系统不失去电流裕度，采取电流指令同步策略，即整流站在本站和1号逆变站/2号逆变站的电流指令之间，选择较大值，逆变站选择整流站传送过来的电流指令值。
(5)计算整流站电流指令。
将1号逆变站电流指令计算值和2号逆变站电流指令计算值相加，作为整流站电流指令值，同时需考虑保持整流站的最小电流。
整流站电流指令值IDCREF_REC＝IDCREF_INV1+IDCREF_INV2，将该结果进行最大和最小值限幅，最大值考虑装置长时可承受的最大电流，最小值考虑维持常规直流运行的最小电流。
申请人结合说明书附图对本发明的实施例做了详细的说明与描述，但是本领域技术人员应该理解，以上实施例仅为本发明的优选实施方案，详尽的说明只是为了帮助读者更好地理解本发明精神，而并非对本发明保护范围的限制，相反，任何基于本发明的发明精神所作的任何改进或修饰都应当落在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种三端混合直流系统站间功率指令协调的方法，所述三端混合直流系统包括一个整流站和两个逆变站，其特征在于：
首先设置三站的电流裕度，然后选取整流站作为主导站，进行三站的电流指令计算，将功率指令转换为电流指令，将三站电流指令的计算过程转换为1号逆变站电流指令计算和2号逆变站电流指令计算两部分逻辑，将1号逆变站和2号逆变站电流指令计算值相加作为整流站电流指令，在电流阶跃过程中，为了保证三端混合直流系统不失去电流裕度，采取电流指令同步策略保证系统稳定运行。
2.一种三端混合直流系统站间功率指令协调的方法，所述三端混合直流系统包括一个整流站和两个逆变站；其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)设置整流站和两个逆变站的电流裕度；
(2)选择主导站；
(3)将功率指令转换为电流指令，进行1号逆变站电流指令计算和2号逆变站电流指令计算；
(4)对电流指令采取同步策略；
(5)计算整流站电流指令。
3.根据权利要求2所述的三端混合直流系统站间功率指令协调的方法，其特征在于：
所述步骤(1)中，常规直流站作为整流站，电流裕度设置为0，1号逆变站电流裕度设置为0.1pu，2号逆变站电流裕度设置为0.1pu。
4.根据权利要求2所述的三端混合直流系统站间功率指令协调的方法，其特征在于：
所述步骤(2)中，选择整流站作为主导站，用于计算三站的电流指令。
5.根据权利要求2所述的三端混合直流系统站间功率指令协调的方法，其特征在于：
所述步骤(3)中，在主导站中将功率指令转换为电流指令，根据三个站的运行方式分别计算出两个逆变站的电流指令。
6.根据权利要求2所述的三端混合直流系统站间功率指令协调的方法，其特征在于：
所述步骤(4)中，为了保证在电流阶跃过程中，三端混合直流系统不失去电流裕度，采取电流指令同步策略，即整流站在本站和1号逆变站/2号逆变站的电流指令之间，选择较大值，逆变站选择整流站传送过来的电流指令值。
7.根据权利要求2所述的三端混合直流系统站间功率指令协调的方法，其特征在于：
所述步骤(5)中，将1号逆变站电流指令计算值和2号逆变站电流指令计算值相加，作为整流站电流指令值，同时需考虑保持整流站的最小电流。
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