CN115483712A - 一种水电接入下的柔直系统孤岛运行控制方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种水电接入下的柔直系统孤岛运行控制方法和装置，应用于柔直系统内的送端换流站，送端换流站包括换流器，包括：实时获取无功功率实测值和有功功率实测值；将无功功率实测值、预设的无功功率参考值和预设的电压基准值输入预设电压控制模型，得到目标电压参考值；将有功功率实测值、预设的有功功率参考值和预设的频率基准值输入预设角频率控制模型，得到目标角频率参考值；通过换流器将送端换流站内的交流电压幅值调整至目标电压参考值，将交流电压角频率调整至目标角频率参考值，实现了将柔直模拟为同步发电机特性，通过电压和角频率的协调，参与发电机功率调整过程，有利于抑制发电机功率波动过程，降低功率波动的持续时间。

Description

一种水电接入下的柔直系统孤岛运行控制方法和装置
技术领域
本发明涉及输电工程技术领域，尤其涉及一种水电接入下的柔直系统孤岛运行控制方法和装置。
背景技术
为推动实现碳达峰、碳中和目标，持续推动产业结构和能源结构调整，大力发展荒漠地区的光伏新能源与水电能源。一种典型方案为光伏新能源与水电能源孤岛接入柔直系统进行输送。
目前，在光伏新能源与水电能源输送中，为了降低新能源出力波动对受端电网的影响，大规模光伏新能源通常与水电能源打捆送出，而水光互补柔直孤岛送出系统由光伏电站、水电机组和送端柔直组成，柔直为电力电子设备，响应速度快，水电为旋转设备，响应速度快，在水光互补柔直孤岛送出系统中，柔直与水电控制若缺乏配合，易出现水电功率波动较大的问题。
发明内容
本发明提供了一种水电接入下的柔直系统孤岛运行控制方法和装置，将柔直模拟为同步发电机特性，通过电压和角频率的协调，参与发电机功率调整过程，有利于抑制发电机功率波动过程，降低功率波动的持续时间。
本发明第一方面提供的一种水电接入下的柔直系统孤岛运行控制方法，应用于柔直系统内的送端换流站，所述送端换流站包括换流器，所述方法包括：
实时获取无功功率实测值和有功功率实测值；
将所述无功功率实测值、预设的无功功率参考值和预设的电压基准值输入预设电压控制模型，得到目标电压参考值；
将所述有功功率实测值、预设的有功功率参考值和预设的频率基准值输入预设角频率控制模型，得到目标角频率参考值；
通过所述换流器将所述送端换流站内的交流电压幅值调整至目标电压参考值，将所述送端换流站内的交流电压角频率调整至目标角频率参考值。
可选地，其特征在于，所述电压控制模型包括无功下垂控制环节，所述无功下垂控制环节包括下垂系数环节，所述将所述无功功率实测值、预设的无功功率参考值和预设的电压基准值输入预设电压控制模型，得到目标电压参考值的步骤，包括：
计算所述无功功率实测值与预设的无功功率参考值之间的无功功率差值；
将所述无功功率差值输入所述下垂系数环节，输出对应的目标下垂值；
计算所述目标下垂值与预设的电压基准值之间的和值，得到对应的目标电压参考值。
可选地，所述角频率控制模型包括构网型控制环节，所述构网型控制环节包括惯量与阻尼环节，所述将所述有功功率实测值、预设的有功功率参考值和预设的频率基准值输入预设角频率控制模型，得到目标角频率参考值的步骤，包括：
计算所述有功功率实测值与预设的有功功率参考值之间的有功功率差值；
将所述有功功率差值输入惯量与阻尼环节，输出对应的目标表征值；
计算所述目标表征值与预设的频率基准值之间的和值，得到对应的目标角频率参考值。
可选地，所述角频率控制模型还包括一次调频环节，所述一次调频环节包括比例系数环节，所述一次调频环节具体为：
实时获取频率实测值；
计算所述频率实测值与预设的频率参考值之间的频率差值；
若所述频率差值大于预设的第一门槛值，则将所述频率差值输入所述比例系数环节，输出对应的目标比例值；
计算所述目标比例值与预设的功率基准值之间的和值，得到新的有功功率参考值；
跳转所述计算所述有功功率实测值与预设的有功功率参考值之间的有功功率差值的步骤。
可选地，还涉及电网功率调整装置，所述角频率控制模型还包括二次调频环节，所述二次调频环节具体为：
通过所述电网功率调整装置更新调整所述功率基准值。
本发明第二方面提供的一种水电接入下的柔直系统孤岛运行控制装置，应用于柔直系统内的送端换流站，所述送端换流站包括换流器，所述装置包括：
检测模块，用于实时获取无功功率实测值和有功功率实测值；
目标电压参考值获取模块，用于将所述无功功率实测值、预设的无功功率参考值和预设的电压基准值输入预设电压控制模型，得到目标电压参考值；
目标角频率参考值获取模块，用于将所述有功功率实测值、预设的有功功率参考值和预设的频率基准值输入预设角频率控制模型，得到目标角频率参考值；
调整模块，用于通过所述换流器将所述送端换流站内的交流电压幅值调整至目标电压参考值，将所述送端换流站内的交流电压角频率调整至目标角频率参考值。
可选地，所述电压控制模型包括无功下垂控制环节，所述无功下垂控制环节包括下垂系数环节，所述目标电压参考值获取模块包括：
无功功率差值获取子模块，用于计算所述无功功率实测值与预设的无功功率参考值之间的无功功率差值；
目标下垂值获取子模块，用于将所述无功功率差值输入所述下垂系数环节，输出对应的目标下垂值；
目标电压参考值获取子模块，用于计算所述目标下垂值与预设的电压基准值之间的和值，得到对应的目标电压参考值。
可选地，所述角频率控制模型包括构网型控制环节，所述构网型控制环节包括惯量与阻尼环节，所述目标角频率参考值获取模块包括：
有功功率差值获取子模块，用于计算所述有功功率实测值与预设的有功功率参考值之间的有功功率差值；
目标表征值获取子模块，用于将所述有功功率差值输入惯量与阻尼环节，输出对应的目标表征值；
目标角频率参考值获取子模块，用于计算所述目标表征值与预设的频率基准值之间的和值，得到对应的目标角频率参考值。
可选地，所述角频率控制模型还包括一次调频环节，所述一次调频环节包括比例系数环节，所述一次调频环节具体为：
频率实测值获取子模块，用于实时获取频率实测值；
频率差值获取子模块，用于计算所述频率实测值与预设的频率参考值之间的频率差值；
目标比例值获取子模块，用于若所述频率差值大于预设的第一门槛值，则将所述频率差值输入所述比例系数环节，输出对应的目标比例值；
有功功率参考值调整子模块，用计算所述目标比例值与预设的功率基准值之间的和值，得到新的有功功率参考值；
跳转子模块，用于跳转所述计算所述有功功率实测值与预设的有功功率参考值之间的有功功率差值的步骤。
可选地，还涉及电网功率调整装置，所述角频率控制模型还包括二次调频环节，所述二次调频环节具体为：
功率基准值调整子模块，用于通过所述电网功率调整装置更新调整所述功率基准值。
从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：
送端换流站设置在柔直系统中，送端换流站的发电机调整出力时，实时检测送端换流站中对应的无功功率实测值和有功功率实测值，将无功功率实测值、预设的无功功率参考值和预设的电压基准值输入预设电压控制模型进行计算，生成用于将送端换流站调整为稳定状态的电压参考值，将所述有功功率实测值、预设的有功功率参考值和预设的频率基准值输入预设角频率控制模型进行计算，生成用于将送端换流站调整为稳定状态的角频率参考值，采用计算得到的目标电压参考值调制换流器，将送端换流站内的交流电压幅值调整至目标电压参考值，采用计算得到的目标电压参考值调制换流器，将所述送端换流站内的交流电压角频率调整至目标角频率参考值，使得送端换流站处于稳定状态；解决了在通过水光互补柔直送出系统将光伏新能源与水电能源送出时，系统内的发电机功率波动较大，容易导致系统存在不稳定的技术问题；实现了将柔直模拟为同步发电机特性，通过电压和角频率的协调，参与发电机功率调整过程，有利于抑制发电机功率波动过程，降低功率波动的持续时间。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例一提供的一种水电接入下的柔直系统孤岛运行控制方法的步骤流程图；
图2为本发明实施例二提供的一种水电接入下的柔直系统孤岛运行控制方法的步骤流程图；
图3为本发明实施例提供的换流器控制的示意图；
图4为本发明实施例三提供的一种水电接入下的柔直系统孤岛运行控制装置的结构框图。
具体实施方式
目前，在传统的水光互补柔直送出系统中，为降低新能源出力波动对受端电网的影响，大规模光伏新能源通常与水电打捆送出，在该系统中，送端柔直容量最大，作为整个系统的功率平衡节点和电压控制参考点。光伏采取跟网型控制，控制输入的有功功率和无功功率。
其中，传统的水光互补柔直送出系统由光伏电站、水电机组和送端柔直组成，水光互补柔直送出系统中的水电机组为旋转设备，其与送端电网频率同步运行，当发电机调整水轮机组出力或因送端电网扰动导致电磁功率变化时，都会导致发电机转子频率的变化。
其传统的水光互补柔直送出系统的运动方程表达式为：
Figure BDA0003915403800000051
式中，PT为水轮机功率，PE为发电机电磁功率，ω1为发电机转速，ω0为送端电网角频率，D为阻尼绕组，TJ为惯性时间常数。
若送端电网角频率固定不变，也就是柔直系统角频率固定为50Hz，此时柔直系统将不参与发电机功率调节过程，发电机功率由自身控制特性。若柔直系统角频率变化，柔直系统将参与发电机功率调整过程，通过合理的设定，可有利于抑制发电机功率波动过程，有利于整个系统功率稳定性。
为此，本发明实施例提供了一种水电接入下的柔直系统孤岛运行控制方法和装置，将柔直模拟为同步发电机特性，通过电压和角频率的协调，参与发电机功率调整过程，有利于抑制发电机功率波动过程，降低功率波动的持续时间。解决了在水光互补柔直孤岛送出系统中，柔直与水电控制若缺乏配合，易出现水电功率波动较大的技术问题。
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，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，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，图1为本发明实施例一提供的一种水电接入下的柔直系统孤岛运行控制方法的步骤流程图。
本发明提供的一种水电接入下的柔直系统孤岛运行控制方法，应用于柔直系统内的送端换流站，送端换流站包括换流器，方法包括：
步骤101、实时获取无功功率实测值和有功功率实测值。
孤岛效应是指当电网因电气故障、自然因数或者误操作而发生停电中断时，各用户端的光伏发电系统没有及时检测出停电状态并脱离市电网络，而是继续保持向电网输送电能，同时与负载形成独立的公共电网无法控制的自给自足的供电孤岛，而此时形成的系统称为孤岛系统。
柔直系统是指基于柔性直流输电技术进行远距离传输能量的系统。
柔性直流输电技术由换流站和直流输电线路构成。
换流站主要由换流变压器、换流器、平波电抗器、交流滤波器、直流滤波器以及交流无功补偿装置等组成，其中，换流器是整个系统的核心部位，主要负责换流与控制系统的配合，保证运行良好。
通过基于柔性直流输电技术的柔直系统内的换流站包括无源送端换流站和有源受端换流站，两端换流站的结构对称，受端换流站用于接收受端交流电网提供的交流电压和功率并倒送至送端换流站，送端换流站用于调整接收柔直系统内的频率和电压并输出。
而送端换流站不能用于采用常规直流输电技术的系统中，因为送端换流站无源的特性，不存在换相电源，送端换流站必须采用电压源换流，且运行在无源控制方式。
无功功率实测值，指的是送端换流站内实时获取的无功功率。
有功功率实测值，指的是送端换流站内实时获取的有功功率。
在本发明实施例中，送端换流站设置在柔直系统中，送端换流站的发电机调整出力时，实时检测送端换流站中对应的无功功率实测值和有功功率实测值。
步骤102、将无功功率实测值、预设的无功功率参考值和预设的电压基准值输入预设电压控制模型，得到目标电压参考值。
无功功率参考值是指送端换流站处于平衡状态下的无功功率的参考值，用于判断系统无功功率是否处于平衡的参考值。
电压基准值，指的是用于计算目标电压参考值的参数。
电压控制模型，指的是用于生成目标电压参考值的计算模型。
目标电压参考值，指的是用于调整送端换流站处于稳定状态下的电压参考值。
在本发明实施例中，将无功功率实测值、预设的无功功率参考值和预设的电压基准值输入预设电压控制模型进行计算，生成用于将送端换流站调整为稳定状态的电压参考值。
步骤103、将有功功率实测值、预设的有功功率参考值和预设的频率基准值输入预设角频率控制模型，得到目标角频率参考值。
有功功率参考值是指送端换流站处于平衡状态下的有功功率的参考值，用于判断柔直系统有功功率是否处于平衡的参考值。
频率基准值，指的是用于计算目标角频率参考值的参数。
角频率控制模型，指的是用于生成目标角频率参考值的计算模型。
在本发明实施例中，将有功功率实测值、预设的有功功率参考值和预设的频率基准值输入预设角频率控制模型进行计算，生成用于将送端换流站调整为稳定状态的角频率参考值。
步骤104、通过换流器将送端换流站内的交流电压幅值调整至目标电压参考值，将送端换流站内的交流电压角频率调整至目标角频率参考值。
在本发明实施例中，采用计算得到的目标电压参考值调制换流器，将送端换流站内的交流电压幅值调整至目标电压参考值，采用计算得到的目标电压参考值调制换流器，将送端换流站内的交流电压角频率调整至目标角频率参考值，使得送端换流站处于稳定状态。
值得一提的是，在本发明中，柔直系统的运动方程表达式为：
Figure BDA0003915403800000081
式中，PSD表示为水电提供功率，PSF表示为光伏提供功率，Pref表示为功率参考值，H表示为惯性时间常数，D表示为阻尼，ω2表示为模拟的转子转速，ω0表示为角频率。
在发明实施例中，送端换流站设置在柔直系统中，送端换流站的发电机调整出力时，实时检测送端换流站中对应的无功功率实测值和有功功率实测值，将无功功率实测值、预设的无功功率参考值和预设的电压基准值输入预设电压控制模型进行计算，生成用于将送端换流站调整为稳定状态的电压参考值，将有功功率实测值、预设的有功功率参考值和预设的频率基准值输入预设角频率控制模型进行计算，生成用于将送端换流站调整为稳定状态的角频率参考值，采用计算得到的目标电压参考值调制换流器，将送端换流站内的交流电压幅值调整至目标电压参考值，采用计算得到的目标电压参考值调制换流器，将送端换流站内的交流电压角频率调整至目标角频率参考值，使得送端换流站处于稳定状态；解决了在水光互补柔直孤岛送出系统中，柔直与水电控制若缺乏配合，易出现水电功率波动较大的技术问题；实现了将柔直模拟为同步发电机特性，通过电压和角频率的协调，参与发电机功率调整过程，有利于抑制发电机功率波动过程，降低功率波动的持续时间。
请参阅图2，图2为本发明实施例二提供的一种水电接入下的柔直系统孤岛运行控制方法的步骤流程图。
本发明提供的一种水电接入下的柔直系统孤岛运行控制方法，应用于柔直系统内的送端换流站，送端换流站包括换流器，方法包括：
步骤201、实时获取无功功率实测值和有功功率实测值。
而送端换流站设置在柔直系统中，在送端换流站内的换流器采取具备调节能力的换流器U/F控制，调节能力包括无功下垂控制环节、构网型控制环节、二次调频环节和一次调频环节能力。
在本发明实施例中，步骤201的具体实施过程与步骤101类似，在此不再赘述。
进一步地，电压控制模型包括无功下垂控制环节，无功下垂控制环节包括下垂系数环节；
步骤202、计算无功功率实测值与预设的无功功率参考值之间的无功功率差值。
无功下垂控制环节，指的是用于输出目标电压参考值的控制环节。
无功功率差值，指的是根据无功功率实测值与预设的无功功率参考值计算得到的差值，其作为下垂系数环节的输入值。
在本发明实施例中，根据获取到的无功功率实测值与预设的无功功率参考值进行差值运算，得到对应的无功功率差值。
值得一提的是，无功功率参考值可设定为0。
步骤203、将无功功率差值输入下垂系数环节，输出对应的目标下垂值。
下垂系数环节，指的是用于输出目标下垂值的环节。
目标下垂值，指的是无功功率差值通过下垂系数环节时，按照一定的下垂系数调整输出对应的下垂值。
其中，下垂系数为Kq。
在本发明实施例中，将计算得到的无功功率差值输入下垂系数环节，按照下垂系数环节内预设的下垂系数进行调节，输出对应的目标下垂值。
步骤204、计算目标下垂值与预设的电压基准值之间的和值，得到对应的目标电压参考值。
值得一提的是，电压基准值可设定为1.0p.u.。
在本发明实施例中，根据下垂系数环节输出的目标下垂值，叠加预设的电压基准值，得到对应的目标电压参考值。
在具体实现中，为方便方法的实现，可以通过将上述过程转换为公式封装的形式，其中，目标电压参考值的计算方式可以如下：
Vref-V0＝-Kq(Qref-Qact)
其中，Vref表示目标电压参考值，V0表示电压基准值，Kq表示下垂系数，Qref表示无功功率参考值，Qact表示无功功率实测值。
步骤205、将有功功率实测值、预设的有功功率参考值和预设的频率基准值输入预设角频率控制模型，得到目标角频率参考值。
进一步地，角频率控制模型包括构网型控制环节，构网型控制环节包括惯量与阻尼环节，步骤205可以包括以下子步骤：
S11、计算有功功率实测值与预设的有功功率参考值之间的有功功率差值。
有功功率差值，指的是用于输入惯量与阻尼环节的参数。
在本发明实施例中，将有功功率实测值与预设的有功功率参考值进行差值运算，得到有功功率差值。
S12、将有功功率差值输入惯量与阻尼环节，输出对应的目标表征值。
惯量与阻尼环节，指的是用于输出目标表征值的控制环节，其中，惯量H表征为抵抗频率变化能力，根据送端系统频率变化需求设置不同的惯量，阻尼D反应有差调节特性，结合一次调频按大功率下允许的频率偏差进行调节，s为拉普拉斯变换中复参数。
在本发明实施例中，将计算得到的有功功率差值输入惯量与阻尼环节，得到对应的目标表征值。
S13、计算目标表征值与预设的频率基准值之间的和值，得到对应的目标角频率参考值。
在本发明实施例中，将计算得到的目标表征值，与预设的频率基准值相加后，产生目标角频率参考值。
进一步地，角频率控制模型还包括一次调频环节，一次调频环节包括比例系数环节，一次调频环节具体为：
A1、实时获取频率实测值。
在本发明实施例中，实时获取送端换流站频率实测值。
A2、计算频率实测值与预设的频率参考值之间的频率差值。
频率差值，指的是用于判断是否需要输入比例系数环节进行调整更新有功功率参考值的检测值。
在本发明实施例中，将频率实测值与预设的频率参考值进行差值运算，得到频率差值。
A3、若频率差值大于预设的第一门槛值，则将频率差值输入比例系数环节，输出对应的目标比例值。
第一门槛值，指的是用于判断是否需要输入比例系数环节进行调整更新有功功率参考值的标准值，用以与频率差值进行比对。
在本发明实施例中，若频率差值大于预设的第一门槛值，则将频率差值输入比例系数环节，输出对应的目标比例值，若频率差值小于预设的第一门槛值，则不将频率差值输入比例系数环节进行调整更新。
A4、计算目标比例值与预设的功率基准值之间的和值，得到新的有功功率参考值；
在本发明实施例中，将频率差值输入比例系数环节后，输出对应的目标比例值，并将目标比例值与预设的功率基准值进行和值运算，得到新的有功功率参考值。
A5、跳转计算有功功率实测值与预设的有功功率参考值之间的有功功率差值的步骤。
在本发明实施例中，将更新后的有功功率参考值与预设的有功功率参考值进行差值运算，并将运算结果输入惯量与阻尼环节，经过惯量与阻尼环节的输出结果与频率基准值进行和值运算，生成更新的目标角频率参考值。
值得一提的是，频率基准值可设定为50Hz，在一次调频环节中，防止有功功率实测值较大时，系统对应的频率过大，通过一次调频环节来调整柔直系统的有功功率参考值进行补偿。按照频率实测值与频率参考值的偏差成比例调整，比例系数环节中的比例系数根据稳态时最大的频率值来设定，并设定有死区，当频率差值大于预设的第一门槛值才能启动一次调频环节，第一门槛值可设定在0.05-0.15Hz范围内。
进一步地，还涉及电网功率调整装置，角频率控制模型还包括二次调频环节，二次调频环节具体为：
电网功率调整装置，指的是用于调整功率基准值的电网设备。
二次调频，是指发电机组提供足够的可调整容量及一定的调节速率，在允许的调节偏差下实时跟踪频率，以满足系统频率稳定的要求。二次调频可以做到频率的无差调节，且能够对联络线功率进行监视和调整。
A6、通过电网功率调整装置更新调整功率基准值。
在本发明实施例中，通过电网功率调整装置更新调整功率基准值。
步骤206、通过换流器将送端换流站内的交流电压幅值调整至目标电压参考值，将送端换流站内的交流电压角频率调整至目标角频率参考值。
在具体实现中，为方便方法的实现，可以通过将上述过程转换为公式封装的形式，其中，新的有功功率参考值的计算方式可以如下：
Pref-P0＝-KP(Fref-Fact)
其中，Pref表示有功功率参考值，P0表示频率基准值，Fref表示频率参考值，Fact表示频率参考值。
值得一提的是，频率基准值可设定为0。
如图3所示，在纯孤岛系统的场景下，送端换流站设置在柔直系统中，送端换流站的发电机调整出力时，柔直系统内的送端换流站采取具备二次调频+一次调频+惯性环节+无功调节能力的U/F控制，控制送端换流站交流侧的电压和频率，发电机调整出力时，经过无功下垂控制环节+构网型控制环节+二次调频环节+一次调频环节，将柔直模拟为同步发电机特性，通过电压和角频率的协调，参与发电机功率调整过程，有利于抑制发电机功率波动过程，降低功率波动的持续时间，从而实现柔直系统的平衡。
在发明实施例中，送端换流站设置在柔直系统中，送端换流站的发电机调整出力时，实时检测送端换流站中对应的无功功率实测值和有功功率实测值，将无功功率实测值、预设的无功功率参考值和预设的电压基准值输入预设电压控制模型进行计算，生成用于将送端换流站调整为稳定状态的电压参考值，将有功功率实测值、预设的有功功率参考值和预设的频率基准值输入预设角频率控制模型进行计算，生成用于将送端换流站调整为稳定状态的角频率参考值，采用计算得到的目标电压参考值调制换流器，将送端换流站内的交流电压幅值调整至目标电压参考值，采用计算得到的目标电压参考值调制换流器，将送端换流站内的交流电压角频率调整至目标角频率参考值，使得送端换流站处于稳定状态；解决了在水光互补柔直孤岛送出系统中，柔直与水电控制若缺乏配合，易出现水电功率波动较大的技术问题；实现了将柔直模拟为同步发电机特性，通过电压和角频率的协调，参与发电机功率调整过程，有利于抑制发电机功率波动过程，降低功率波动的持续时间。
请参阅图4，图4为本发明实施例三提供的一种水电接入下的柔直系统孤岛运行控制装置的结构框图。
本发明实施例提供了一种水电接入下的柔直系统孤岛运行控制装置，应用于柔直系统内的送端换流站，送端换流站包括换流器，装置包括：
检测模块301，用于实时获取无功功率实测值和有功功率实测值。
目标电压参考值获取模块302，用于将无功功率实测值、预设的无功功率参考值和预设的电压基准值输入预设电压控制模型，得到目标电压参考值。
目标角频率参考值获取模块303，用于将有功功率实测值、预设的有功功率参考值和预设的频率基准值输入预设角频率控制模型，得到目标角频率参考值。
调整模块304，用于通过换流器将送端换流站内的交流电压幅值调整至目标电压参考值，将送端换流站内的交流电压角频率调整至目标角频率参考值。
进一步地，电压控制模型包括无功下垂控制环节，无功下垂控制环节包括下垂系数环节，目标电压参考值获取模块302包括：
无功功率差值获取子模块，用于计算无功功率实测值与预设的无功功率参考值之间的无功功率差值。
目标下垂值获取子模块，用于将无功功率差值输入下垂系数环节，输出对应的目标下垂值。
目标电压参考值获取子模块，用于计算目标下垂值与预设的电压基准值之间的和值，得到对应的目标电压参考值。
进一步地，角频率控制模型包括构网型控制环节，构网型控制环节包括惯量与阻尼环节，目标角频率参考值获取模块303包括：
有功功率差值获取子模块，用于计算有功功率实测值与预设的有功功率参考值之间的有功功率差值。
目标表征值获取子模块，用于将有功功率差值输入惯量与阻尼环节，输出对应的目标表征值。
目标角频率参考值获取子模块，用于计算目标表征值与预设的频率基准值之间的和值，得到对应的目标角频率参考值。
进一步地，角频率控制模型还包括一次调频环节，一次调频环节包括比例系数环节，一次调频环节具体为：
频率实测值获取子模块，用于实时获取频率实测值。
频率差值获取子模块，用于计算频率实测值与预设的频率参考值之间的频率差值。
目标比例值获取子模块，用于若频率差值大于预设的第一门槛值，则将频率差值输入比例系数环节，输出对应的目标比例值。
有功功率参考值调整子模块，用计算目标比例值与预设的功率基准值之间的和值，得到新的有功功率参考值。
跳转子模块，用于跳转计算有功功率实测值与预设的有功功率参考值之间的有功功率差值的步骤。
进一步地，还涉及电网功率调整装置，角频率控制模型还包括二次调频环节，二次调频环节具体为：
功率基准值调整子模块，用于通过电网功率调整装置更新调整功率基准值。
在发明实施例中，送端换流站设置在柔直系统中，送端换流站的发电机调整出力时，实时检测送端换流站中对应的无功功率实测值和有功功率实测值，将无功功率实测值、预设的无功功率参考值和预设的电压基准值输入预设电压控制模型进行计算，生成用于将送端换流站调整为稳定状态的电压参考值，将有功功率实测值、预设的有功功率参考值和预设的频率基准值输入预设角频率控制模型进行计算，生成用于将送端换流站调整为稳定状态的角频率参考值，采用计算得到的目标电压参考值调制换流器，将送端换流站内的交流电压幅值调整至目标电压参考值，采用计算得到的目标电压参考值调制换流器，将送端换流站内的交流电压角频率调整至目标角频率参考值，使得送端换流站处于稳定状态；解决了在水光互补柔直孤岛送出系统中，柔直与水电控制若缺乏配合，易出现水电功率波动较大的技术问题；实现了将柔直模拟为同步发电机特性，通过电压和角频率的协调，参与发电机功率调整过程，有利于抑制发电机功率波动过程，降低功率波动的持续时间。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种水电接入下的柔直系统孤岛运行控制方法，其特征在于，应用于柔直系统内的送端换流站，所述送端换流站包括换流器，所述方法包括：
实时获取无功功率实测值和有功功率实测值；
将所述无功功率实测值、预设的无功功率参考值和预设的电压基准值输入预设电压控制模型，得到目标电压参考值；
将所述有功功率实测值、预设的有功功率参考值和预设的频率基准值输入预设角频率控制模型，得到目标角频率参考值；
通过所述换流器将所述送端换流站内的交流电压幅值调整至目标电压参考值，将所述送端换流站内的交流电压角频率调整至目标角频率参考值。
2.根据权利要求1所述的水电接入下的柔直系统孤岛运行控制方法，其特征在于，所述电压控制模型包括无功下垂控制环节，所述无功下垂控制环节包括下垂系数环节，所述将所述无功功率实测值、预设的无功功率参考值和预设的电压基准值输入预设电压控制模型，得到目标电压参考值的步骤，包括：
计算所述无功功率实测值与预设的无功功率参考值之间的无功功率差值；
将所述无功功率差值输入所述下垂系数环节，输出对应的目标下垂值；
计算所述目标下垂值与预设的电压基准值之间的和值，得到对应的目标电压参考值。
3.根据权利要求1所述的水电接入下的柔直系统孤岛运行控制方法，其特征在于，所述角频率控制模型包括构网型控制环节，所述构网型控制环节包括惯量与阻尼环节，所述将所述有功功率实测值、预设的有功功率参考值和预设的频率基准值输入预设角频率控制模型，得到目标角频率参考值的步骤，包括：
计算所述有功功率实测值与预设的有功功率参考值之间的有功功率差值；
将所述有功功率差值输入惯量与阻尼环节，输出对应的目标表征值；
计算所述目标表征值与预设的频率基准值之间的和值，得到对应的目标角频率参考值。
4.根据权利要求3所述的水电接入下的柔直系统孤岛运行控制方法，其特征在于，所述角频率控制模型还包括一次调频环节，所述一次调频环节包括比例系数环节，所述一次调频环节具体为：
实时获取频率实测值；
计算所述频率实测值与预设的频率参考值之间的频率差值；
若所述频率差值大于预设的第一门槛值，则将所述频率差值输入所述比例系数环节，输出对应的目标比例值；
计算所述目标比例值与预设的功率基准值之间的和值，得到新的有功功率参考值；
跳转所述计算所述有功功率实测值与预设的有功功率参考值之间的有功功率差值的步骤。
5.根据权利要求4所述的水电接入下的柔直系统孤岛运行控制方法，其特征在于，还涉及电网功率调整装置，所述角频率控制模型还包括二次调频环节，所述二次调频环节具体为：
通过所述电网功率调整装置更新调整所述功率基准值。
6.一种水电接入下的柔直系统孤岛运行控制装置，其特征在于，应用于柔直系统内的送端换流站，所述送端换流站包括换流器，所述装置包括：
检测模块，用于实时获取无功功率实测值和有功功率实测值；
目标电压参考值获取模块，用于将所述无功功率实测值、预设的无功功率参考值和预设的电压基准值输入预设电压控制模型，得到目标电压参考值；
目标角频率参考值获取模块，用于将所述有功功率实测值、预设的有功功率参考值和预设的频率基准值输入预设角频率控制模型，得到目标角频率参考值；
调整模块，用于通过所述换流器将所述送端换流站内的交流电压幅值调整至目标电压参考值，将所述送端换流站内的交流电压角频率调整至目标角频率参考值。
7.根据权利要求6所述的水电接入下的柔直系统孤岛运行控制装置，其特征在于，所述电压控制模型包括无功下垂控制环节，所述无功下垂控制环节包括下垂系数环节，所述目标电压参考值获取模块包括：
无功功率差值获取子模块，用于计算所述无功功率实测值与预设的无功功率参考值之间的无功功率差值；
目标下垂值获取子模块，用于将所述无功功率差值输入所述下垂系数环节，输出对应的目标下垂值；
目标电压参考值获取子模块，用于计算所述目标下垂值与预设的电压基准值之间的和值，得到对应的目标电压参考值。
8.根据权利要求6所述的水电接入下的柔直系统孤岛运行控制装置，其特征在于，所述角频率控制模型包括构网型控制环节，所述构网型控制环节包括惯量与阻尼环节，所述目标角频率参考值获取模块包括：
有功功率差值获取子模块，用于计算所述有功功率实测值与预设的有功功率参考值之间的有功功率差值；
目标表征值获取子模块，用于将所述有功功率差值输入惯量与阻尼环节，输出对应的目标表征值；
目标角频率参考值获取子模块，用于计算所述目标表征值与预设的频率基准值之间的和值，得到对应的目标角频率参考值。
9.根据权利要求8所述的水电接入下的柔直系统孤岛运行控制装置，其特征在于，所述角频率控制模型还包括一次调频环节，所述一次调频环节包括比例系数环节，所述一次调频环节具体为：
频率实测值获取子模块，用于实时获取频率实测值；
频率差值获取子模块，用于计算所述频率实测值与预设的频率参考值之间的频率差值；
目标比例值获取子模块，用于若所述频率差值大于预设的第一门槛值，则将所述频率差值输入所述比例系数环节，输出对应的目标比例值；
有功功率参考值调整子模块，用计算所述目标比例值与预设的功率基准值之间的和值，得到新的有功功率参考值；
跳转子模块，用于跳转所述计算所述有功功率实测值与预设的有功功率参考值之间的有功功率差值的步骤。
10.根据权利要求9所述的水电接入下的柔直系统孤岛运行控制装置，其特征在于，还涉及电网功率调整装置，所述角频率控制模型还包括二次调频环节，所述二次调频环节具体为：
功率基准值调整子模块，用于通过所述电网功率调整装置更新调整所述功率基准值。
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