CN110401214A - 一种多端混合直流输电系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多端混合直流输电系统，包括常规直流送端和N个柔性直流受端，N≥2；常规直流送端和柔性直流受端接入直流母线形成并联结构，常规直流送端的输送功率等于所有的柔性直流受端的输送功率的总和；其中，当直流母线的电压为预设的正常电压时，常规直流送端采用直流功率控制模式对直流母线的功率进行控制；每一柔性直流受端根据预设的各自的下垂曲线获得对应的分配功率，并采用电压控制模式根据分配功率对直流母线的电压进行控制；当直流母线的电压不为预设的正常电压时，常规直流送端采用电压控制模式对直流母线的电压进行控制；每一柔性直流受端采用直流功率控制模式对直流母线的功率进行控制。本发明能够提供输电系统的稳定性。

Description

一种多端混合直流输电系统

技术领域

本发明涉及直流输电控制技术领域，尤其涉及一种多端混合直流输电系统。

背景技术

高压直流输电技术对国家的电能运输战略中有着重要的推动作用。目前，由于柔性直流输电技术不存在换相失败的问题，能够改善输电电压的稳定性，且总体损耗较低，被越来越多地运用于直流输电系统中。

现有技术中，通常只有一个柔性直流受端控制直流母线电压，且通过连接有CAN通信总线的通讯模块来接收控制指令，并在断电的前提下进而根据控制指令来控制柔性直流受端在功率控制模式和电压控制模式之间进行模式切换，切换完成后再恢复供电，对直流母线的电压进行有效控制。

然而，只采用一个柔性直流受端对直流母线的电压进行控制，一旦该受端的换流器等器件出现故障，直流电压失去控制，整个输电系统将退出运行，输电系统的稳定性不高；而且在断电的前提下通过通信来指示柔性直流受端的模式切换，由于通信环境不一定持续稳定，因而输电系统也容易受通信环境的影响，稳定性不高。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种多端混合直流输电系统，能够提高输电系统的稳定性。

为了解决以上技术问题，本发明实施例提供了一种多端混合直流输电系统，包括常规直流送端和N个柔性直流受端，N≥2；所述常规直流送端和所述柔性直流受端接入直流母线形成并联结构，所述常规直流送端的输送功率等于所有的所述柔性直流受端的输送功率的总和；其中，

当所述直流母线的电压为预设的正常电压时，所述常规直流送端采用直流功率控制模式对所述直流母线的功率进行控制；每一所述柔性直流受端根据预设的各自的下垂曲线获得对应的分配功率，并采用电压控制模式根据所述分配功率对所述直流母线的电压进行控制；

当所述直流母线的电压不为预设的正常电压时，所述常规直流送端采用电压控制模式对所述直流母线的电压进行控制；每一所述柔性直流受端采用直流功率控制模式对所述直流母线的功率进行控制。

进一步的，所述柔性直流受端包括若干个第一换流模块，所述第一换流模块依次连接形成M极结构，极与极之间的连接处接地，M≥2；所述第一换流模块包括第一控制单元、第一换流器和第一变压器；其中，

所述第一换流器的输入端连接所述直流母线，所述第一换流器的输出端与所述第一变压器的输入端连接，所述第一变压器的输出端用于连接受端系统；

所述第一控制单元的检测端与所述第一换流器的第一端连接，所述第一控制单元的控制端与所述第一换流器的受控端连接。

进一步的，所述第一控制单元具体包括：

第一检测器，用于检测所述直流母线的电压和有功功率，并将检测到的所述电压与预设的所述正常电压进行比较；

下垂控制器，与所述第一检测器连接，用于当第一检测器比较确定所述直流母线的电压为所述正常电压时，根据下垂曲线和所述直流母线的有功功率，确定所述柔性直流受端的分配功率；并根据所述分配功率，获得参考电压值；

第一电压控制器，与所述下垂控制器连接，用于根据所述下垂控制器获得的所述参考电压值，获得D轴参考电流值；

第一模式切换器，与所述第一检测器和所述第一电压控制器连接，用于当第一检测器比较确定所述直流母线的电压为所述正常电压时，控制所述第一电压控制器与第一电流内环控制器之间信号连通；

所述第一电流内环控制器，与所述第一模式切换器，用于根据所述第一电压控制器获得的D轴参考电流值，生成第一换流器控制信号。

进一步的，所述第一控制单元还包括：

第一功率控制器，与所述第一检测器连接，用于当第一检测器比较确定所述直流母线的电压不为所述正常电压时，根据所述直流母线的有功功率和预设的功率参考值，获得D轴参考电流值；

所述第一模式切换器，还与所述第一功率控制器连接，还用于当第一检测器比较确定所述直流母线的电压不为所述正常电压时，控制所述第一功率控制器与所述第一电流内环控制器之间信号连通；

所述第一电流内环控制器还用于根据所述第一功率控制器获得的D轴参考电流值，生成第一换流器控制信号。

进一步的，所述第一控制单元还包括无功功率控制器，其中，

所述第一检测器还用于检测所述直流母线的无功功率；

所述无功功率控制器连接于所述第一检测器和所述第一电流内环控制器之间，用于根据所述第一检测器检测到的所述无功功率，获得Q轴参考电流值；

所述第一电流内环控制器还用于根据所述D轴参考电流值和所述Q轴参考电流值，生成第一换流器控制信号。

进一步的，所述常规直流送端包括若干个第二换流模块，所述第二换流模块依次连接形成M极结构，极与极之间的连接处接地；所述第二换流模块包括第二控制单元、第二换流器和第二变压器；其中，

所述第二变压器的输入端用于与送端系统连接，所述第二变压器的输出端与所述第二换流器的输入端连接，所述第二换流器的输出端接入所述直流母线；

所述第二控制单元的检测端与所述第二换流器的第一端连接，所述第二控制单元的控制端与所述第二换流器的受控端连接。

进一步的，所述第二控制单元具体包括：

第二检测器，用于检测所述直流母线的电压和有功功率，并将检测到的所述电压与预设的所述正常电压进行比较；

第二功率控制器，与所述第二检测器连接，用于当第二检测器比较确定所述直流母线的电压为所述正常电压时，根据预设的功率参考值和所述第二检测器检测到的所述有功功率，获得D轴参考电流值；

第二模式切换器，与所述第二检测器和所述第二功率控制器连接，用于当第一检测器比较确定所述直流母线的电压为所述正常电压时，控制所述第二功率控制器与第二电流内环控制器之间信号连通；

所述第二电流内环控制器，与所述第二模式切换器，用于根据所述第二功率控制器获得的D轴参考电流值，生成第二换流器控制信号。

进一步的，所述第二控制单元还包括：

第二电压控制器，与所述第二检测器连接，用于当第二检测器比较确定所述直流母线的电压不为所述正常电压时，根据所述第二检测器检测到的所述电压，获得D轴参考电流值；

所述第一模式切换器，还与所述第二电压控制器连接，还用于当第二检测器比较确定所述直流母线的电压不为所述正常电压时，控制所述第二电压控制器与所述第二电流内环控制器之间信号连通；

所述第二电流内环控制器还用于根据所述第二电压控制器获得的D轴参考电流值，生成第二换流器控制信号。

进一步的，所述第二变压器的输入端还用于与位于交流侧的滤波器连接。

进一步的，M的数值为2，由两个所述第一换流模块构成一个极。

上述提供的一种多端混合直流输电系统，能够在直流母线的电压正常时，通过常规直流送端控制直流母线的功率，通过多个柔性直流受端控制直流母线的电压；在直流母线的电压不正常时，通过常规直流送端控制直流母线的电压，通过多个柔性直流受端控制直流母线的功率。由于采用多个柔性直流受端，每一个正常工作、无故障的柔性直流受端均可对直流母线的电压进行控制，即使某个柔性直流受端发生故障，剩余的柔性直流受端也能继续为直流母线的电压进行控制，维持输电系统的稳定运行，提高输电系统的稳定性；且柔性直流受端的直流功率控制模式下无需通信模块接收控制指令，直接根据下垂曲线自动进行功率的分配，进而对直流母线的电压进行控制，不受通信环境的影响，提高了输电系统的稳定性。

附图说明

图1是本发明提供的一种多端混合直流输电系统的一种优选实施例的结构示意图；

图2是本发明提供的柔性直流受端的一种优选实施例的结构示意图；

图3是本发明提供的第一控制单元的一种优选实施例的结构示意图；

图4是本发明提供的常规直流送端的一种优选实施例的结构示意图；

图5是本发明提供的第二控制单元的一种优选实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供了一种多端混合直流输电系统，请参阅图1，图1是本发明提供的一种多端混合直流输电系统的一种优选实施例的结构示意图；具体的，所述系统包括常规直流送端1和N个柔性直流受端2，N≥2；所述常规直流送端 2和所述柔性直流受端2接入直流母线3形成并联结构，所述常规直流送端1的输送功率等于所有的所述柔性直流受端2的输送功率的总和；其中，

当所述直流母线3的电压为预设的正常电压时，所述常规直流送端1采用直流功率控制模式对所述直流母线3的功率进行控制；每一所述柔性直流受端2根据预设的各自的下垂曲线获得对应的分配功率，并采用电压控制模式根据所述分配功率对所述直流母线3的电压进行控制；

当所述直流母线3的电压不为预设的正常电压时，所述常规直流送端1采用电压控制模式对所述直流母线3的电压进行控制；每一所述柔性直流受端2采用直流功率控制模式对所述直流母线3的功率进行控制。

具体实施时，常规直流送端对送端系统提供的电能进行输送，接入直流母线中，检测直流母线的电压是否为正常电压，当直流母线的电压为预设的正常电压时，常规直流送端在直流功率控制模式下工作，对直流母线的功率进行控制；而同时，每一柔性直流受端根据预设的各自的下垂曲线，可对常规直流送端输送的直流母线的功率进行分配，获得对应的分配功率，并在电压控制模式下工作，根据各自的分配功率对直流母线的电压进行控制。如此，在直流母线的电压为正常电压时，常规直流送端采用直流功率控制模式进行直流功率控制，柔性直流受端采用电压控制模式，根据下垂曲线获得的分配功率，对直流母线的电压进行控制，从而输电系统的送端和受端可稳定运行输电。

当直流母线的电压不为预设的正常电压时，常规直流送端在电压控制模式下工作，对直流母线的电压进行控制；而同时，每一柔性直流受端在直流功率控制模式下工作，对直流母线的功率进行控制。如此，在直流母线的电压不为正常电压时，常规直流送端采用电压控制模式进行直流母线的电压控制，柔性直流受端采用直流功率控制模式，对直流母线的功率进行控制，从而输电系统的送端和受端可稳定运行输电。

需要说明的是，下垂曲线可根据实际输电情况进行设置，存储于输电系统的控制器中，即可进行下垂控制，例如采用下垂控制器实现下垂控制。一般地，直流母线的电压的大小位于一定的预设范围内，均视为正常电压，超过该预设范围的电压上限值或下限值视为非正常电压。

本发明实施例提供的一种多端混合直流输电系统，由于常规直流送端和柔性直流受端接入直流母线形成并联结构，且采用多个柔性直流受端，每一个正常工作、无故障的柔性直流受端均可对直流母线的电压进行控制，即使某个柔性直流受端发生故障，剩余的柔性直流受端也能继续为直流母线的电压进行控制，维持输电系统的稳定运行，提高输电系统的稳定性；且柔性直流受端的直流功率控制模式下无需通信模块接收控制指令，直接根据下垂曲线自动进行功率的分配，进而对直流母线的电压进行控制，不受通信环境的影响，提高了输电系统的稳定性。

优选地，请参阅图2，图2是本发明提供的柔性直流受端的一种优选实施例的结构示意图；具体的，所述柔性直流受端2包括若干个第一换流模块20，所述第一换流模块20依次连接形成M极结构，极与极之间的连接处接地，M≥2；所述第一换流模块20包括第一控制单元21、第一换流器22和第一变压器23；其中，

所述第一换流器22的输入端连接所述直流母线3，所述第一换流器22的输出端与所述第一变压器23的输入端连接，所述第一变压器23的输出端用于连接受端系统；

所述第一控制单元21的检测端与所述第一换流器22的第一端连接，所述第一控制单元21的控制端与所述第一换流器22的受控端连接。

具体的，第一换流模块包括第一控制单元、第一换流器和第一变压器，对于每一个第一换流模块，均有第一控制单元根据直流母线的电压、功率等信号对第一换流器进行控制，一般地，通过角信号对第一换流器进行控制，调节第一换流器的输出，第一换流器对输入的电能进行调整后，输入第一变压器进行电压转换等，输出满足受端系统要求的电能。

优选地，请参阅图3，图3是本发明提供的第一控制单元的一种优选实施例的结构示意图。所述第一控制单元21具体包括：

第一检测器211，用于检测所述直流母线的电压和有功功率，并将检测到的所述电压与预设的所述正常电压进行比较；

下垂控制器212，与所述第一检测器211连接，用于当第一检测器比较确定所述直流母线的电压为所述正常电压时，根据下垂曲线和所述直流母线的有功功率，确定所述柔性直流受端的分配功率；并根据所述分配功率，获得参考电压值；

第一电压控制器213，与所述下垂控制器212连接，用于根据所述下垂控制器获得的所述参考电压值，获得D轴参考电流值；

第一模式切换器214，与所述第一检测器211和所述第一电压控制器213连接，用于当第一检测器比较确定所述直流母线的电压为所述正常电压时，控制所述第一电压控制器与第一电流内环控制器215之间信号连通；

所述第一电流内环控制器215，与所述第一模式切换器214，用于根据所述第一电压控制器获得的D轴参考电流值，生成第一换流器控制信号。

具体的，第一检测器检测直流母线的电压和有功功率，并与正常电压进行比较，当第一检测器比较确定直流母线的电压为正常电压时，柔性直流受端需要在电压控制模式下对直流母线的电压进行控制，具体的，通过下垂控制器根据下垂曲线和直流母线的有功功率，确定柔性直流受端的分配功率，并根据分配功率，获得参考电压值U_dref；下垂控制器处理获得的参考电压值U_dref输入第一电压控制器，获得D轴参考电流值I_dref；且同时，第一模式切换器接收到第一检测器输出的直流母线的电压为正常电压的指示信号后，切换控制第一电压控制器与第一电流内环控制器之间信号连通，进而D轴参考电流值I_dref可输入第一电流内环控制器，第一电流内环控制器便可根据第一电压控制器获得的D轴参考电流值I_dref，生成第一换流器控制信号，对第一换流器进行控制，控制第一换流器的输出，从而按照分配功率调整柔性直流受端的输出，进而控制直流母线的电压。

需要说明的是，第一模式切换器可直接使用现有技术中的模式切换器来实现功能，也可以采用二极管、MOS管等开关元件根据实际情况组合构建。

需要说明的是，第一检测器对直流母线的电压与正常电压的比较，可以通过软件时间，也可以通过硬件实现，例如通过电压比较器结合或门芯片，只要直流母线的电压大于正常电压的上限值或小于正常电压的下限值，就经或门芯片输出电压为0的信号，在正常电压范围内时输出电压为1的信号，从而可以通过硬件实现直流母线的电压与正常电压的比较判断，指示相关器件的工作。

假设输电系统具有2个柔性直流受端，分别为柔性直流受端A1和柔性直流受端A2，下面说明根据下垂曲线确定分配功率的原理，柔性直流受端A1和柔性直流受端A2的下垂曲线分别为：

U_dvsc1＝U_d0-k₁P_dvsc1······················(1)

U_dvsc2＝U_d0-k₂P_dvsc2···················(2)

其中，U_d0是下垂曲线的初始电压，U_dvsc1与U_dvsc2分别是柔性直流受端A1和柔性直流受端A2接入直流母线的两端电压，k₁与k₂分别是柔性直流受端A1和柔性直流受端A2对应的下垂系数，P_dvsc1与P_dvsc2分别是柔性直流受端1和柔性直流受端2对应的直流功率。

输电系统达到稳定时，U_dvsc1与U_dvsc2相等。根据上述公式(1)和(2)可知，

k₁·P_dvsc1＝k₂·P_dvsc2······················(3)

由公式(3)可知，柔性直流受端A1和柔性直流受端A2分配功率与下垂系数成反比，只要各个柔性直流受端的下垂曲线的下垂系数确定，各个柔性直流受端的分配功率即可确定。

在下垂控制器中，根据分配功率获得参考电压值U_dref，具体的，P_dvsc1与P_dvsc2乘以各自的下垂系数，并与U_d0做差，获得柔性直流受端A1和柔性直流受端A2的参考电压值U1_dref和参考电压值U2_dref。通过第一模式切换器输入到第一电流内环控制器中。

需要说明的是，第一电压控制器通过将检测到的直流母线的电压进行低通滤波处理、与参考电压值U_dref做差、PI控制器调节、输出限幅环节得到D轴参考电流值I_dref，输入第一电流内环控制器中。第一电流内环控制器将D轴参考电流值I_dref与D轴电流测量值I_d做差并经过PI控制器得到用于控制第一换流器的第一换流器控制信号，即D轴电压参考值V_Dref。

本发明实施例提供的一种多端混合直流输电系统，当直流母线的电压为正常电压时，能够通过下垂控制器自动获知分配功率，通过模式切换器根据直流母线的电压切换到电压控制模式，无需通过通信模块接收相应的指令，不受通信环境的影响，能够有效地提高输电系统的稳定性。

优选地，如图3所示，所述第一控制单元21还包括：

第一功率控制器216，与所述第一检测器211连接，用于当第一检测器比较确定所述直流母线的电压不为所述正常电压时，根据所述直流母线的有功功率和预设的功率参考值，获得D轴参考电流值；

所述第一模式切换器214，还与所述第一功率控制器216连接，还用于当第一检测器比较确定所述直流母线的电压不为所述正常电压时，控制所述第一功率控制器与所述第一电流内环控制器之间信号连通；

所述第一电流内环控制器215还用于根据所述第一功率控制器获得的D轴参考电流值，生成第一换流器控制信号。

具体的，当直流母线的电压不为正常电压时，第一模式切换器切换控制第一功率控制器与第一电流内环控制器之间信号连通，第一功率控制器根据直流母线的有功功率P_d和预设的功率参考值P_dref，获得D轴参考电流值I_dref，输入到第一电流内环控制器进行处理。

需要说明的是，在第一功率控制器中，通过将检测到的直流母线的有功功率 P_d进行低通滤波处理、与功率参考值P_dref做差、PI控制器调节、输出限幅环节得到D轴参考电流值I_dref，输入第一电流内环控制器。而第一电流内环控制器将D 轴参考电流值I_dref与D轴电流测量值I_d做差并经过PI控制器得到用于控制第一换流器的第一换流器控制信号，即D轴电压参考值V_Dref。

本发明实施例提供的一种多端混合直流输电系统，当直流母线的电压不为正常电压时，通过模式切换器根据直流母线的电压切换到直流功率控制模式，通过第一功率控制器实现直流母线的功率进行控制。

优选地，如图3所示，所述第一控制单元还包括无功功率控制器217，其中，

所述第一检测器211还用于检测所述直流母线的无功功率；

所述无功功率控制器217连接于所述第一检测器和所述第一电流内环控制器之间，用于根据所述第一检测器检测到的所述无功功率，获得Q轴参考电流值；

所述第一电流内环控制器215还用于根据所述D轴参考电流值和所述Q轴参考电流值，生成第一换流器控制信号。

具体的，柔性直流受端一般需要在D轴和Q轴两个自由度进行控制，通过无功功率控制器获得Q轴参考电流值I_qref，第一电流内环控制器根据D轴参考电流值I_dref和Q轴参考电流值I_qref，生成第一换流器控制信号，即D轴电压参考值 V_Dref和Q轴电压参考值V_Qref。

优选地，请参阅图4，图4是本发明提供的常规直流送端的一种优选实施例的结构示意图；具体的，所述常规直流送端1包括若干个第二换流模块10，所述第二换流模块10依次连接形成M极结构，极与极之间的连接处接地；所述第二换流模块10包括第二控制单元11、第二换流器12和第二变压器13；其中，

所述第二变压器13的输入端用于与送端系统连接，所述第二变压器13的输出端与所述第二换流器12的输入端连接，所述第二换流器12的输出端接入所述直流母线；

所述第二控制单元11的检测端与所述第二换流器12的第一端连接，所述第二控制单元11的控制端与所述第二换流器12的受控端连接。

具体的，对于常规直流送端，其结构与柔性直流送端类似，第二换流模块包括第二控制单元、第二换流器和第二变压器，对于每一个第二换流模块，均有第二控制单元根据直流母线的电压、功率等信号对第二换流器进行控制，一般地，送端系统输入电能，进入第二变压器进行电压转换等，在输入第二换流器，而第二换流器根据第二控制单元的控制，调节输出，向直流母线输出满足要求的电能。

优选地，请参阅图5，图5是本发明提供的第二控制单元的一种优选实施例的结构示意图；具体的，所述第二控制单元11具体包括：

第二检测器111，用于检测所述直流母线的电压和有功功率，并将检测到的所述电压与预设的所述正常电压进行比较；

第二功率控制器112，与所述第二检测器111连接，用于当第二检测器比较确定所述直流母线的电压为所述正常电压时，根据预设的功率参考值和所述第二检测器检测到的所述有功功率，获得D轴参考电流值；

第二模式切换器113，与所述第二检测器111和所述第二功率控制器112连接，用于当第一检测器比较确定所述直流母线的电压为所述正常电压时，控制所述第二功率控制器与第二电流内环控制器之间信号连通；

所述第二电流内环控制器114，与所述第二模式切换器113，用于根据所述第二功率控制器获得的D轴参考电流值，生成第二换流器控制信号。

具体的，在常规直流送端中，通过第二检测器检测获得直流母线的电压和有功功率，并将直流母线的电压与正常电压进行比较；当第一检测器比较确定直流母线的电压为正常电压时，控制第二功率控制器与第二电流内环控制器之间信号连通，与此同时，第二功率控制器，根据预设的功率参考值和所述第二检测器检测到的所述有功功率，获得D轴参考电流值；D轴参考电流值通过第二模式切换器输入第二电流内环控制器，第二电流内环控制器根据第二功率控制器获得的D 轴参考电流值，生成第二换流器控制信号。

需要说明的是，第二检测器、第二功率控制器、第二模式切换器和第二电流内环控制器的具体工作原理分别与第一检测器、第一功率控制器、第一模式切换器和第一电流内环控制器相类似，只是具体处理的信号数据不同，均可以通过硬件元器件实现，故在此不再赘述各个器件实现相应功能的原理。

本发明实施例提供的一种多端混合直流输电系统，当直流母线的电压为正常电压时，通过第二模式切换器根据直流母线的电压切换到直流功率控制模式，通过第二功率控制器实现直流母线的功率进行控制。

优选地，如图5所示，所述第二控制单元11还包括：

第二电压控制器115，与所述第二检测器111连接，用于当第二检测器比较确定所述直流母线的电压不为所述正常电压时，根据所述第二检测器检测到的所述电压，获得D轴参考电流值；

所述第二模式切换器113，还与所述第二电压控制器115连接，还用于当第二检测器比较确定所述直流母线的电压不为所述正常电压时，控制所述第二电压控制器与所述第二电流内环控制器之间信号连通；

所述第二电流内环控制器114还用于根据所述第二电压控制器获得的D轴参考电流值，生成第二换流器控制信号。

具体的，当直流母线的电压不为正常电压时，常规直流送端需要执行电压控制模式，使得直流母线的电压控制在预设的电压定值或电压定值附近，具体的，第二电压控制器根据第二检测器检测到的电压，获得D轴参考电流值，第二模式切换器控制第二电压控制器与第二电流内环控制器之间信号连通，使得D轴参考电流值能输送至第二电流内环控制器，通过第二电流内环控制器根据D轴参考电流值，生成第二换流器控制信号。

需要说明的是，第二电压控制器与第一电压控制器实现功能的原理相类似，只是在第二电压控制器中需要的电压定值是预设的，而在第一电压控制器中的参考电压值需要通过下垂曲线计算获得。故在此不再赘述常规直流送端在电压控制模式下的工作原理。

优选地，所述第二变压器13的输入端还用于与位于交流侧的滤波器4连接。

具体的，常规直流送端中，只需要对D轴一个自由度进行控制，对于Q轴无功功率方面的自由度，通过投切控制实现。第二变压器的输入端与滤波器，该滤波器为位于常规直流受端外部，与外部的交流侧连接。

优选地，M的数值为2，由两个所述第一换流模块构成一个极。

具体的，如图2所示，换流结构有2极，每一极由2个第一换流模块20构成。

同理，如图4所示，对于常规直流送端，也可以设置为换流结构有2极，每一极由2个第二换流模块10构成。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种多端混合直流输电系统，其特征在于，包括常规直流送端和N个柔性直流受端，N≥2；所述常规直流送端和所述柔性直流受端接入直流母线形成并联结构，所述常规直流送端的输送功率等于所有的所述柔性直流受端的输送功率的总和；其中，

当所述直流母线的电压为预设的正常电压时，所述常规直流送端采用直流功率控制模式对所述直流母线的功率进行控制；每一所述柔性直流受端根据预设的各自的下垂曲线获得对应的分配功率，并采用电压控制模式根据所述分配功率对所述直流母线的电压进行控制；

当所述直流母线的电压不为预设的正常电压时，所述常规直流送端采用电压控制模式对所述直流母线的电压进行控制；每一所述柔性直流受端采用直流功率控制模式对所述直流母线的功率进行控制。

2.如权利要求1所述的多端混合直流输电系统，其特征在于，所述柔性直流受端包括若干个第一换流模块，所述第一换流模块依次连接形成M极结构，极与极之间的连接处接地，M≥2；所述第一换流模块包括第一控制单元、第一换流器和第一变压器；其中，

所述第一换流器的输入端连接所述直流母线，所述第一换流器的输出端与所述第一变压器的输入端连接，所述第一变压器的输出端用于连接受端系统；

所述第一控制单元的检测端与所述第一换流器的第一端连接，所述第一控制单元的控制端与所述第一换流器的受控端连接。

3.如权利要求2所述的多端混合直流输电系统，其特征在于，所述第一控制单元具体包括：

第一检测器，用于检测所述直流母线的电压和有功功率，并将检测到的所述电压与预设的所述正常电压进行比较；

下垂控制器，与所述第一检测器连接，用于当第一检测器比较确定所述直流母线的电压为所述正常电压时，根据下垂曲线和所述直流母线的有功功率，确定所述柔性直流受端的分配功率；并根据所述分配功率，获得参考电压值；

第一电压控制器，与所述下垂控制器连接，用于根据所述下垂控制器获得的所述参考电压值，获得D轴参考电流值；

第一模式切换器，与所述第一检测器和所述第一电压控制器连接，用于当第一检测器比较确定所述直流母线的电压为所述正常电压时，控制所述第一电压控制器与第一电流内环控制器之间信号连通；

所述第一电流内环控制器，与所述第一模式切换器，用于根据所述第一电压控制器获得的D轴参考电流值，生成第一换流器控制信号。

4.如权利要求3所述的多端混合直流输电系统，其特征在于，所述第一控制单元还包括：

第一功率控制器，与所述第一检测器连接，用于当第一检测器比较确定所述直流母线的电压不为所述正常电压时，根据所述直流母线的有功功率和预设的功率参考值，获得D轴参考电流值；

所述第一模式切换器，还与所述第一功率控制器连接，还用于当第一检测器比较确定所述直流母线的电压不为所述正常电压时，控制所述第一功率控制器与所述第一电流内环控制器之间信号连通；

所述第一电流内环控制器还用于根据所述第一功率控制器获得的D轴参考电流值，生成第一换流器控制信号。

5.如权利要求4所述的多端混合直流输电系统，其特征在于，所述第一控制单元还包括无功功率控制器，其中，

所述第一检测器还用于检测所述直流母线的无功功率；

所述无功功率控制器连接于所述第一检测器和所述第一电流内环控制器之间，用于根据所述第一检测器检测到的所述无功功率，获得Q轴参考电流值；

所述第一电流内环控制器还用于根据所述D轴参考电流值和所述Q轴参考电流值，生成第一换流器控制信号。

6.如权利要求1所述的多端混合直流输电系统，其特征在于，所述常规直流送端包括若干个第二换流模块，所述第二换流模块依次连接形成M极结构，极与极之间的连接处接地；所述第二换流模块包括第二控制单元、第二换流器和第二变压器；其中，

所述第二变压器的输入端用于与送端系统连接，所述第二变压器的输出端与所述第二换流器的输入端连接，所述第二换流器的输出端接入所述直流母线；

所述第二控制单元的检测端与所述第二换流器的第一端连接，所述第二控制单元的控制端与所述第二换流器的受控端连接。

7.如权利要求6所述的多端混合直流输电系统，其特征在于，所述第二控制单元具体包括：

第二检测器，用于检测所述直流母线的电压和有功功率，并将检测到的所述电压与预设的所述正常电压进行比较；

第二功率控制器，与所述第二检测器连接，用于当第二检测器比较确定所述直流母线的电压为所述正常电压时，根据预设的功率参考值和所述第二检测器检测到的所述有功功率，获得D轴参考电流值；

第二模式切换器，与所述第二检测器和所述第二功率控制器连接，用于当第一检测器比较确定所述直流母线的电压为所述正常电压时，控制所述第二功率控制器与第二电流内环控制器之间信号连通；

所述第二电流内环控制器，与所述第二模式切换器，用于根据所述第二功率控制器获得的D轴参考电流值，生成第二换流器控制信号。

8.如权利要求7所述的多端混合直流输电系统，其特征在于，所述第二控制单元还包括：

第二电压控制器，与所述第二检测器连接，用于当第二检测器比较确定所述直流母线的电压不为所述正常电压时，根据所述第二检测器检测到的所述电压，获得D轴参考电流值；

所述第一模式切换器，还与所述第二电压控制器连接，还用于当第二检测器比较确定所述直流母线的电压不为所述正常电压时，控制所述第二电压控制器与所述第二电流内环控制器之间信号连通；

所述第二电流内环控制器还用于根据所述第二电压控制器获得的D轴参考电流值，生成第二换流器控制信号。

9.如权利要求6所述的多端混合直流输电系统，其特征在于，所述第二变压器的输入端还用于与位于交流侧的滤波器连接。

10.如权利要求2所述的多端混合直流输电系统，其特征在于，M的数值为2，由两个所述第一换流模块构成一个极。