CN113659607A - 多换流单元柔性直流输电系统的无功类控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种多换流单元柔性直流输电系统的无功类控制方法，方法包括如下步骤：S1、接收运行下发的总无功指令或者交流电压控制输出的无功指令Qset；S2、判断各换流单元的运行状态Dbki，解锁状态Dbki＝1，闭锁状态或停机状态Dbki＝0，i为换流单元编号；S3、设置功率参考值的基准值QN，提取各换流单元的功率限值Qmaxi，计算各换流单元的功率参考值系数
Figure DDA0003216236490000011
i为换流单元编号；S4、提取运行人员下发的功率定值或者由交流电压控制计算所得功率定值Qset，计算各换流单元分配的功率参考值
Figure DDA0003216236490000012
交流系统故障穿越期间，若故障前各换流单元吸收无功，则将故障前运行的无功功率值Qi清零；若发出无功，则锁定故障前运行的无功功率值Qi，由内环控制器进行电流限制。

Description

多换流单元柔性直流输电系统的无功类控制方法
技术领域
本发明涉及电力输送领域，更具体地说，涉及一种多换流单元柔性直流输电系统的无功类控制方法。
背景技术
柔性直流输电技术是当今电力电子技术应用领域的制高点，也是智能电网关键技术之一。柔性直流输电采用全控性器件的电压源换流器，可以实现有功和无功功率的快速解耦控制，对提高系统稳定性有重要意义。
无功类控制包括无功功率控制和交流电压控制，在系统级层面的功能是接收运行指令、产生功率定值、分配功率定值。
根据运行要求，无功功率的输出一般受限于有功功率，换流器大功率运行时，无功限值往往低于设计容量，以保证有功和无功运行在设定的功率圆图范围内。对于由一个或多个换流单元组成的换流站，无功功率的产生和合理分配是保证换流单元和全站稳定运行的关键因素之一。
目前，对柔性直流输电系统无功类控制协调技术的研究仅针对于单极或者容量相同的双极结构，两极或换流单元可分别设置为交流电压控制和无功功率控制，且功率在两极之间平均分配。
首先，不同的控制模式易造成两极之间的无功回环(即一个极发出无功，一个极吸收无功)；其次，由于两极由于功率圆图的限制，无功限值不同，平均分配会造成一个极功率受限失去调节裕度，而另一极有大量裕度，不利于单极换流器的安全稳定运行。
对于由三个及以上不同容量的换流单元构成的直流系统，现有技术不能满足无功功率的控制、分配和调节，且不具备交流系统故障时的无功支撑，不利于故障恢复后交流电压的快速恢复和功率传输的恢复。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种多换流单元柔性直流输电系统的无功类控制方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种多换流单元柔性直流输电系统的无功类控制方法，所述无功类控制包括交流电压控制和无功功率控制，各所述换流单元执行相同的交流电压控制模式或者无功功率控制模式，各所述换流单元按设定的功率圆确定的功率限值按比例分配功率参考值，所述方法包括如下步骤：
S1、接收运行下发的总无功指令或者交流电压控制输出的无功指令Qset；
S2、判断各所述换流单元的运行状态Dbki，解锁状态Dbki＝1，闭锁状态或停机状态Dbki＝0，i为换流单元编号；
S3、设置功率参考值的基准值QN，提取各换流单元的功率限值Qmaxi，计算各所述换流单元的功率参考值系数
Figure BDA0003216236470000021
i为换流单元编号；
S4、提取运行人员下发的功率定值或者由所述交流电压控制计算所得功率定值Qset，计算各换流单元分配的功率参考值
Figure BDA0003216236470000022
交流系统故障穿越期间，若故障前各换流单元吸收无功，则将故障前运行的无功功率值Qi清零；若发出无功，则锁定故障前运行的无功功率值Qi，由内环控制器进行电流限制。
优选地，故障恢复瞬间至T0时刻，增加交流系统无功支撑量ΔQ，生成各换流单元的支撑量ΔQref_i，交流系统稳定后恢复无功类控制。
优选地，所述换流单元是伪双极拓扑结构的单端换流器。
优选地，一个或多个换流单元跳闸时，正常运行的换流单元瞬时接管损失的功率，并更新分配的功率参考值。
优选地，所有换流单元都参与功率的控制和分配，以主导所述换流单元的结果作为最终执行的功率参考值。
优选地，各所述换流单元之间以快速总线冗余交叉形成通信网络，各所述换流单元之间交换功率和运行状态信息；通信网络中断时，各所述换流单元保持中断前运行的无功功率值，且将无功类控制模式设置为无功功率控制，由调度或者运行人员单独设置所述换流单元的功率定值。
优选地，所述步骤s3中功率参考值的基准值QN为各换流单元的总无功设计容量；各换流单元的功率限值Qmaxi，根据功率圆的设计情况而变化，且功率圆的无功限值变化在限定范围内时，Qmaxi的值不变，以免造成功率参考值的波动。
实施本发明的多换流单元柔性直流输电系统的无功类控制方法，具有以下有益效果：多换流单元柔性直流输电系统的无功类控制方法保证在多个换流单元之间合理分配，总无功不越限时各换流单元均有调节裕度；保证有换流单元跳闸后，其余换流单元瞬时接管损失的功率；保证交流系统故障时，向交流系统提供无功支撑，以利于故障恢复后交流系统快速的恢复稳定；保证换流单元间的通信网络中断后，自动设置为无功功率控制模式，运行人员单独设置无功定值。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明实施例中的伪双极换流单元拓扑结构图；
图2是由两个伪双极换流单元构成的双极拓扑结构图；
图3是本发明多换流单元柔性直流输电系统的结构图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
如图1至图3所示，本发明一个优选实施例中提供一种多换流单元柔性直流输电系统的无功类控制方法，无功类控制包括交流电压控制和无功功率控制，各换流单元执行相同的交流电压控制模式或者无功功率控制模式，各换流单元按设定的功率圆确定的功率限值按比例分配功率参考值。
优选地，方法包括如下步骤：
S1、接收运行下发的总无功指令或者交流电压控制输出的无功指令Qset；
S2、判断各换流单元的运行状态Dbki，解锁状态Dbki＝1，闭锁状态或停机状态Dbki＝0，i为换流单元编号；
S3、设置功率参考值的基准值QN，提取各换流单元的功率限值Qmaxi，计算各换流单元的功率参考值系数
Figure BDA0003216236470000041
i为换流单元编号；
S4、提取运行人员下发的功率定值或者由交流电压控制计算所得功率定值Qset，计算各换流单元分配的功率参考值
Figure BDA0003216236470000042
交流系统故障穿越期间，若故障前各换流单元吸收无功，则将故障前运行的无功功率值Qi清零；若发出无功，则锁定故障前运行的无功功率值Qi，由内环控制器进行电流限制。
多换流单元柔性直流输电系统的无功类控制方法保证在多个换流单元之间合理分配，总无功不越限时各换流单元均有调节裕度；保证有换流单元跳闸后，其余换流单元瞬时接管损失的功率；保证交流系统故障时，向交流系统提供无功支撑，以利于故障恢复后交流系统快速的恢复稳定；保证换流单元间的通信网络中断后，自动设置为无功功率控制模式，运行人员单独设置无功定值。
在一些实施例中，步骤S3中功率参考值的基准值QN为各换流单元的总无功设计容量；各换流单元的功率限值Qmaxi，根据功率圆的设计情况而变化，且功率圆的无功限值变化在限定范围内时，Qmaxi的值不变，以免造成功率参考值的波动。
进一步地，在一些实施例中，换流单元是伪双极拓扑结构的单端换流器。
优选地，故障恢复瞬间至T0时刻，增加交流系统无功支撑量ΔQ，生成各换流单元的支撑量ΔQref_i，交流系统稳定后恢复正常的无功类控制。
在一些实施例中，所有换流单元都参与功率的控制和分配，以主导换流单元的结果作为最终执行的功率参考值。一个或多个换流单元跳闸时，正常运行的换流单元瞬时接管损失的功率，并更新分配的功率参考值。
各换流单元之间以快速总线冗余交叉形成通信网络，各换流单元之间交换功率和运行状态等信息；通信网络中断时，各换流单元保持中断前运行的无功功率值，且强制将无功类控制模式设置为无功功率控制，由调度或者运行人员单独设置换流单元的功率定值。
可以理解地，上述各技术特征可以任意组合使用而不受限制。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种多换流单元柔性直流输电系统的无功类控制方法，所述无功类控制包括交流电压控制和无功功率控制，其特征在于，各所述换流单元执行相同的交流电压控制模式或者无功功率控制模式，各所述换流单元按设定的功率圆确定的功率限值按比例分配功率参考值，所述方法包括如下步骤：
S1、接收运行下发的总无功指令或者交流电压控制输出的无功指令Qset；
S2、判断各所述换流单元的运行状态Dbki，解锁状态Dbki＝1，闭锁状态或停机状态Dbki＝0，i为换流单元编号；
S3、设置功率参考值的基准值QN，提取各换流单元的功率限值Qmaxi，计算各所述换流单元的功率参考值系数
Figure FDA0003216236460000011
i为换流单元编号；
S4、提取运行人员下发的功率定值或者由所述交流电压控制计算所得功率定值Qset，计算各换流单元分配的功率参考值
Figure FDA0003216236460000012
交流系统故障穿越期间，若故障前各换流单元吸收无功，则将故障前运行的无功功率值Qi清零；若发出无功，则锁定故障前运行的无功功率值Qi，由内环控制器进行电流限制。
2.根据权利要求1所述的多换流单元柔性直流输电系统的无功类控制方法，其特征在于，故障恢复瞬间至T0时刻，增加交流系统无功支撑量ΔQ，生成各换流单元的支撑量ΔQref_i，交流系统稳定后恢复无功类控制。
3.根据权利要求1所述的多换流单元柔性直流输电系统的无功类控制方法，其特征在于，所述换流单元是伪双极拓扑结构的单端换流器。
4.根据权利要求1所述的多换流单元柔性直流输电系统的无功类控制方法，其特征在于，一个或多个换流单元跳闸时，正常运行的换流单元瞬时接管损失的功率，并更新分配的功率参考值。
5.根据权利要求1至4任一项所述的多换流单元柔性直流输电系统的无功类控制方法，其特征在于，所有换流单元都参与功率的控制和分配，以主导所述换流单元的结果作为最终执行的功率参考值。
6.根据权利要求5所述的多换流单元柔性直流输电系统的无功类控制方法，其特征在于，各所述换流单元之间以快速总线冗余交叉形成通信网络，各所述换流单元之间交换功率和运行状态信息；通信网络中断时，各所述换流单元保持中断前运行的无功功率值，且将无功类控制模式设置为无功功率控制，由调度或者运行人员单独设置所述换流单元的功率定值。
7.根据权利要求1至4任一项所述的多换流单元柔性直流输电系统的无功类控制方法，其特征在于，所述步骤S3中功率参考值的基准值QN为各换流单元的总无功设计容量；各换流单元的功率限值Qmaxi，根据功率圆的设计情况而变化，且功率圆的无功限值变化在限定范围内时，Qmaxi的值不变，以免造成功率参考值的波动。
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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

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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

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