WO2015074525A1 - 一种多端柔性直流输电系统的控制系统及其控制方法 - Google Patents

一种多端柔性直流输电系统的控制系统及其控制方法 Download PDF

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WO2015074525A1
WO2015074525A1 PCT/CN2014/091264 CN2014091264W WO2015074525A1 WO 2015074525 A1 WO2015074525 A1 WO 2015074525A1 CN 2014091264 W CN2014091264 W CN 2014091264W WO 2015074525 A1 WO2015074525 A1 WO 2015074525A1
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control
converter station
station
converter
power
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马巍巍
李泓志
季兰兰
王海田
杨杰
阎发友
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国家电网公司
国网智能电网研究院
中电普瑞电力工程有限公司
国网浙江省电力公司
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    • 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
    • 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]

Definitions

  • the invention relates to the field of multi-terminal flexible direct current transmission (VSC-HVDC), in particular to a control system of a multi-terminal flexible direct current transmission system and a control method thereof.
  • VSC-HVDC multi-terminal flexible direct current transmission
  • multi-terminal flexible DC transmission system The development goal of multi-terminal flexible DC transmission system is to transmit large-scale energy in the future, to achieve smooth access of new energy; to achieve independent control of active and reactive power; to achieve fast and flexible transmission; to achieve global power adjustment and mutual aid; Transmission from cable or overhead lines.
  • the multi-terminal DC transmission system can provide higher power supply reliability and equipment redundancy, and a more adaptable power supply mode.
  • To achieve flexible and safe power flow control is to develop multi-terminal DC transmission. The problem that the system must solve first.
  • the flexible DC projects completed in the world are DC projects at both ends.
  • the control systems of DC systems are designed for the requirements of both ends of the system, but they obviously cannot meet the requirements of multi-end system control. Therefore, compared with the traditional AC grid dispatch control strategy, the control and method of multi-terminal flexible DC transmission system is still in the technical blank.
  • the object of the present invention is to provide a control system for a multi-terminal flexible direct current transmission system, and another object is to provide a control method for a multi-terminal flexible direct current transmission system, which realizes power flow and direct current in a multi-terminal direct current network. Flexible and safe control of voltage.
  • the invention provides a control system for a multi-terminal flexible direct current transmission system, which is improved in that the system comprises a direct current upper layer scheduling control subsystem and a station control subsystem of each converter station; the direct current upper layer scheduling control subsystem And the station control subsystem of each converter station is connected by the inter-station communication network.
  • the DC upper layer scheduling control subsystem includes a system decision control host, a sequential event recording system, a field bus system, and a distributed I/O interface; the system decision control host passes the field bus system and the sequential event recording system and distribution The I/O interfaces are connected separately.
  • the station control system includes a station control host, a sequential event recording system, a field bus system, and a distributed I/O interface; the station control host passes the field bus system and the sequential event recording system and the distributed I/O interface. Connect separately.
  • the invention provides a control method for a multi-terminal flexible direct current transmission system based on another object, which is improved in that the system for the control method is a control system of a multi-terminal flexible direct current transmission system, and the method comprises the following steps:
  • the DC upper-layer scheduling control subsystem transmits the common reference voltage of the DC system, the power command of each converter station, and the droop coefficient of the slope control to each converter station;
  • DC system state estimation to determine whether a fault has occurred; if the DC system is operating normally, the DC upper-layer dispatch control subsystem recalculates the optimal power flow of the multi-terminal DC system according to the operating conditions of the converter station, and corrects the common reference voltage of the DC system. , the power flow command of each converter station and the droop coefficient of the slope control; otherwise, the N-1 event check is performed and the predetermined control protection action sequence is sent;
  • the station control system of the converter station performs control, and feedbacks the collected converter station information, and returns to step (4).
  • the upper layer scheduling control system determines the DC voltage master station of the DC system according to the AC side capacity and power demand of each converter station.
  • the DC network is minimized as the target, and the AC side power demand, the converter and the DC line constraint conditions (such as the DC line thermal stability limit) of each converter station are combined to calculate the DC network.
  • Optimal power flow determining the common reference voltage of the DC system, the power command of each converter station, and the droop coefficient of the slope control;
  • the converter station droop control module based on the common reference voltage of the DC system comprises a voltage comparator, two power comparators, a power amplifier, a gain unit and a proportional integral control unit; the voltage comparator, the power amplifier and the gain unit are sequentially connected; the gain The output of the unit is transmitted to the output of one of the power comparators and the output of the other power comparator, and the comparison result is transmitted to the proportional integral control unit; the mathematical model of the converter station droop control module based on the common reference voltage of the DC system is used.
  • P j is the active power at the AC side of the AC side of the converter station
  • the power command of the upper layer scheduling control subsystem received by the converter station U DC_common is the DC voltage of the port measured by the DC voltage control converter station, The DC system common reference voltage and the Dj converter station droop control coefficient determined for the upper layer scheduling control subsystem.
  • step (3) the system loss is minimized when the entire DC system is in steady state operation, and the inverter and the DC line are not overloaded.
  • the N-1 event check includes:
  • the DC upper layer scheduling control subsystem checks the N-1 event caused by the converter's exit operation of the converter station;
  • the DC upper-layer scheduling control system verifies the N-1 event caused by the DC line.
  • the DC upper layer scheduling control subsystem checks the N-1 event caused by the converter exit operation of the converter station, including:
  • the DC upper-layer dispatch control subsystem may overload or change according to any converter station in the DC system after exiting operation.
  • the flow device is de-column, and the timing of the control protection action is pre-established; when a certain converter station needs to exit due to failure or maintenance, the DC upper-layer dispatch control subsystem transmits the pre-established control protection action sequence according to the information transmitted by the converter station. Give each converter station a control system.
  • the DC upper layer scheduling control subsystem pre-determines the timing of the control protection action according to the overload of the converter station or the DC line that may be caused by the failure of any DC line in the DC system; when the DC upper layer scheduling control After determining the occurrence of the line N-1 according to the information transmitted by the converter station, the system transmits the preset control protection action sequence to each converter station station control system.
  • the object of the present invention is to form a ring, star or hybrid multi-terminal DC system composed of multiple voltage source converters or Flexible and safe control of system current and DC voltage in the DC grid.
  • the DC voltage main control station, the system announcement reference voltage and the power command and slope control coefficient selection method of the multi-terminal flexible DC transmission system are simple and reliable.
  • FIG. 1 is a schematic structural diagram of a multi-terminal flexible direct current transmission system control system provided by the present invention
  • FIG. 2 is a schematic diagram of DC voltage-power slope control of an inverter provided by the present invention
  • FIG. 3 is a flow chart of an operation control method provided by the present invention.
  • the invention provides a multi-terminal flexible direct current transmission system control system, and its structural schematic diagram is shown in FIG. 1.
  • the system comprises a direct current upper layer scheduling control subsystem and a station control subsystem of each converter station; the DC upper layer scheduling controller
  • the system and the station control subsystem of each converter station are connected by an inter-station communication network.
  • the DC upper layer scheduling control subsystem includes a system decision control host, a sequential event recording system, a field bus system, and a distributed I/O interface; the system decision control host passes the field bus system and the sequential event recording system and the distributed I/O interface. Connect separately.
  • the station control system includes a station control host, a sequential event recording system, a field bus system, and a distributed I/O interface;
  • the control host is connected to the sequential event recording system and the distributed I/O interface through the fieldbus system.
  • FIG. 3 A control method for a multi-terminal flexible direct current transmission system according to the present invention is shown in FIG. 3.
  • the system for the control method is a control system for a multi-terminal flexible direct current transmission system, and the method includes the following steps:
  • the control system used consists of a DC upper-layer dispatch control system and a station control system for each converter station.
  • the DC system upper-layer dispatch control system first communicates according to each converter station.
  • the side capacity and power demand determine the DC voltage master station of the DC system;
  • FIG. 2 A schematic diagram of a structure of a converter station droop control module based on a common reference voltage of a DC system is shown in FIG. 2, including a voltage comparator, two power comparators, a power amplifier, a gain unit, and a proportional integral control unit; the voltage comparator, The power amplifier and the gain unit are sequentially connected; the output of the gain unit is transmitted to the output of one of the power comparators and the output of the other power comparator, and the comparison result is transmitted to the proportional-integral control unit; the commutation based on the common reference voltage of the DC system
  • the mathematical model of the station droop control module is expressed by:
  • P j is the active power at the AC side of the AC side of the converter station
  • the power command of the upper layer scheduling control subsystem received by the converter station U DC_common is the DC voltage of the port measured by the DC voltage control converter station, The DC system common reference voltage and the Dj converter station droop control coefficient determined for the upper layer scheduling control subsystem.
  • the DC upper-layer dispatch control subsystem transmits the common reference voltage of the DC system, the power command of each converter station, and the droop coefficient of the slope control to each converter station; this can make the system loss of the entire DC system in steady state operation. At the very least, it also ensures that the inverter and DC line are not overloaded;
  • each station control system of each converter station will transmit the measured main electrical information of the station to the upper-level dispatch control system through inter-station communication at regular intervals.
  • the upper-level dispatch control system runs the entire DC system according to the information. The condition is evaluated to determine whether it is necessary to recalculate the common reference voltage of the DC system, the power command and the droop coefficient of each converter station, and determine whether an inverter or a DC line N-1 fault occurs in the DC system.
  • the DC upper-layer scheduling control subsystem recalculates the optimal power flow of the multi-terminal DC system according to the operating state of the converter station, and corrects the common reference voltage of the DC system, the power command of each converter station, and the droop coefficient of the slope control; Otherwise, an N-1 event check is performed and a predetermined control protection action sequence is sent;
  • the N-1 event check includes:
  • the DC upper-layer scheduling control subsystem verifies the N-1 event caused by the converter's exit operation of the converter station, as follows:
  • the DC upper-layer dispatch control system will check the N-1 event caused by the converter exiting operation, and the system control protection will be pre-established for the overload or converter de-disclosure that may occur after the converter station exits the operation.
  • Action timing when a converter station needs to exit due to faults or maintenance, the DC upper-layer dispatch control system transmits information according to the converter station, and immediately transmits the pre-determined system control protection action sequence to each converter station. Control system, each converter station control system performs corresponding actions.
  • the DC upper-layer scheduling control system verifies the N-1 event caused by the DC line, as follows:
  • the DC upper-layer dispatch control system verifies the N-1 event caused by the DC line, and pre-determines the timing of the control protection action for the possible overloading of the converter station or the DC line; when the DC upper-layer dispatch control system After determining the occurrence of the line N-1 fault condition according to the information transmitted by the converter station, the corresponding pre-established system control protection action sequence is immediately transmitted to each converter station station control system, and each converter station station control system performs corresponding actions;
  • the station control system of the converter station performs control, and feedbacks the collected converter station information, and returns to step (4).
  • the control system and the control method thereof for the multi-terminal flexible direct current transmission system provided by the invention are based on the power requirement of the AC side of the converter station, the constraints of the converter and the DC line, and the DC power network is calculated with the minimum power loss of the entire multi-end system as the target.
  • the optimal power flow determines the common reference voltage of the DC system, the power command of each converter station, and the droop coefficient required for slope control.
  • Multi-terminal DC transmission system converter station N-1 calibration uses its calculation of multi-terminal DC network power flow and analysis and development of control protection strategy;
  • multi-terminal DC transmission system DC line N-1 verification uses its calculation of multi-terminal DC network power flow and analysis And pre-established control protection strategy to achieve flexible and safe control of power flow and DC voltage in multi-terminal DC networks.

Abstract

一种多端柔性直流输电系统的控制系统及其控制方法，依据换流站交流侧功率需求、换流器及直流线路约束条件，并以整个多端系统运行功率损耗最低为目标，计算直流网络最优潮流，确定直流系统的公共参考电压、各换流站功率指令及斜率控制所需下垂系数。多端直流输电系统换流站N-1校验采用其计算多端直流网络潮流并进行分析及制定控制保护策略实现；多端直流输电系统直流线路N-1校验采用其计算多端直流网络潮流并进行分析及预先制定控制保护策略来实现。所述控制系统及其控制方法能够对多端直流网络中潮流和直流电压进行灵活、安全的控制。

Description

一种多端柔性直流输电系统的控制系统及其控制方法 技术领域
本发明涉及一种多端柔性直流输电(VSC-HVDC)领域，具体涉及一种多端柔性直流输电系统的控制系统及其控制方法。
背景技术
多端柔性直流输电系统发展目标是未来大规模能源的传输网络，可以实现新能源的平滑接入；实现有功无功的独立控制；实现快速灵活的输电；做到全局功率的调节互济；可长距离电缆或架空线传输。与两端直流输电系统相比，多端直流输电系统可以提供更高的供电可靠性和设备的冗余性，适应性更强的供电模式；而要实现灵活和安全的潮流控制是发展多端直流输电系统所必需首先解决的问题。
目前世界上建设完成的柔性直流工程都为两端直流工程，直流系统的控制系统都是针对两端系统需求设计的，但它们显然不能满足多端系统控制的要求。因此，相对于传统交流电网的调度控制策略，含多端柔性直流输电系统的控制及方法目前仍处于技术空白。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种多端柔性直流输电系统的控制系统，另一目的是提供一种多端柔性直流输电系统的控制方法，本发明实现多端直流网络中潮流和直流电压的灵活、安全控制。
本发明的目的是采用下述技术方案实现的：
本发明提供一种多端柔性直流输电系统的控制系统，其改进之处在于，所述系统包括直流上层调度控制子系统及每个换流站的站控子系统；所述直流上层调度控制子系统和每个换流站的站控子系统之间通过站间通讯网络分别连接。
进一步地，所述直流上层调度控制子系统包括系统决策控制主机、顺序事件记录系统、现场总线系统和分布式I/O接口；所述系统决策控制主机通过现场总线系统与顺序事件记录系统和分布式I/O接口分别连接。
进一步地，所述站控系统包括站控主机、顺序事件记录系统、现场总线系统和分布式I/O接口；所述站控主机通过现场总线系统与顺序事件记录系统和分布式I/O接口分别连接。
本发明基于另一目的提供的一种多端柔性直流输电系统的控制方法，其改进之处在于，所述控制方法用的系统为多端柔性直流输电系统的控制系统，所述方法包括下述步骤：
(1)确定直流系统的直流电压主控站；
(2)确定直流系统的公共参考电压、各换流站功率指令及斜率控制的下垂系数；
(3)直流上层调度控制子系统将直流系统的公共参考电压、各换流站功率指令及斜率控制的下垂系数传递给每个换流站；
(4)直流系统状态估计，判断是否有故障发生；若直流系统运行正常，则直流上层调度控制子系统根据换流站运行状况重新计算多端直流系统最优潮流，并修正直流系统的公共参考电压、各换流站功率指令及斜率控制的下垂系数；否则，进行N-1事件校验并发送预定控制保护动作时序；
(5)换流站的站控系统执行控制，并将采集的换流站信息进行反馈，同时返回步骤(4)。
进一步地，所述步骤(1)中，上层调度控制系统根据各换流站交流侧容量及功率需求，确定直流系统的直流电压主控站。
进一步地，所述步骤(2)中，以直流系统网络损耗最小为目标，结合各换流站交流侧功率需求、换流器和直流线路约束条件(如直流线路热稳定极限)，计算直流网络最优潮流，确定直流系统的公共参考电压、各换流站功率指令及斜率控制的下垂系数；
基于直流系统公共参考电压的换流站下垂控制模块包括电压比较器、两个功率比较器、功率放大器、增益单元和比例积分控制单元；所述电压比较器、功率放大器和增益单元依次连接；增益单元的输出传送至其中一个功率比较器和另一个功率比较器的输出进行比较后，将比较结果传送至比例积分控制单元；基于直流系统公共参考电压的换流站下垂控制模块的数学模型用下式表示：
Figure PCTCN2014091264-appb-000001
   ①；
其中：Pj为换流站交流侧PCC处有功功率、
Figure PCTCN2014091264-appb-000002
为换流站接收的上层调度控制子系统功率指令、UDC_common为直流电压控制换流站测得的端口直流电压、
Figure PCTCN2014091264-appb-000003
为上层调度控制子系统确定的直流系统公共参考电压和Dj换流站下垂控制系数。
进一步地，经过所述步骤(3)使得整个直流系统稳态运行时系统损耗最少，同时换流器和直流线路不会出现过负荷。
进一步地，所述步骤(4)中，N-1事件校验包括：
<1>直流上层调度控制子系统对换流站的换流器退出运行引起的N-1事件进行校验；
<2>直流上层调度控制系统对直流线路引起的N-1事件进行校验。
进一步地，所述<1>中，直流上层调度控制子系统对换流站的换流器退出运行引起的N-1事件进行校验包括：
直流上层调度控制子系统根据直流系统中任一换流站退出运行后可能出现的过负荷或换 流器解列，预先制定控制保护动作时序；当某一换流站由于故障或检修需要退出运行时，直流上层调度控制子系统根据换流站传递的信息，将预先制定的控制保护动作时序传递给各个换流站站控系统。
进一步地，所述<2>中，直流上层调度控制子系统根据直流系统中任一直流线路发生故障可能引起的换流站或直流线路过负荷，预先制定控制保护动作时序；当直流上层调度控制系统根据换流站传递信息确定发生线路N-1情况后，将预先制定的控制保护动作时序传递给各个换流站站控系统。
与现有技术比，本发明达到的有益效果是：
1、求解出以多端柔性直流输电系统最优潮流，使得系统正常运行时损耗最少；本发明的目标是对含有多个电压源换流器组成的环型、星型或混合型多端直流系统或直流电网中对系统潮流和直流电压实现灵活、安全控制。
2、多端柔性直流输电系统直流电压主控站、系统公告参考电压及各换流站功率指令及斜率控制系数选取方法简单可靠。
3、多端柔性直流输电系统换流站N-1校验，预先制定系统控制保护动作时序，对系统潮流和直流电压实现灵活、安全可靠地控制。
4、多端柔性直流输电系统线路N-1校验，预先制定系统控制保护动作时序，对系统潮流和直流电压实现灵活、安全可靠地控制。
附图说明
图1是本发明提供的多端柔性直流输电系统控制系统结构示意图；
图2是本发明提供的换流器直流电压-功率斜率控制示意图；
图3是本发明提供的运行控制方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。
本发明提供一种多端柔性直流输电系统控制系统，其结构示意图如图1所示，该系统包括直流上层调度控制子系统及每个换流站的站控子系统；所述直流上层调度控制子系统和每个换流站的站控子系统之间通过站间通讯网络分别连接。
直流上层调度控制子系统包括系统决策控制主机、顺序事件记录系统、现场总线系统和分布式I/O接口；所述系统决策控制主机通过现场总线系统与顺序事件记录系统和分布式I/O接口分别连接。
站控系统包括站控主机、顺序事件记录系统、现场总线系统和分布式I/O接口；所述站 控主机通过现场总线系统与顺序事件记录系统和分布式I/O接口分别连接。
本发明一种多端柔性直流输电系统的控制方法，其流程图如图3所示，该控制方法用的系统为多端柔性直流输电系统的控制系统，所述方法包括下述步骤：
(1)确定直流系统的直流电压主控站，采用的控制系统由一个直流上层调度控制系统及每个换流站的站控系统共同构成，直流系统上层调度控制系统首先根据各换流站交流侧容量及功率需求，决定直流系统的直流电压主控站；
(2)确定直流系统的公共参考电压、各换流站功率指令及斜率控制的下垂系数：以直流网络损耗最小为目标，结合各换流站交流侧功率需求、换流器和直流线路约束条件(如直流线路热稳定极限)，计算直流网络最优潮流，确定直流系统的公共参考电压、各换流站功率指令及斜率控制的下垂系数；
基于直流系统公共参考电压的换流站下垂控制模块的结构示意图如图2所示，包括电压比较器、两个功率比较器、功率放大器、增益单元和比例积分控制单元；所述电压比较器、功率放大器和增益单元依次连接；增益单元的输出传送至其中一个功率比较器和另一个功率比较器的输出进行比较后，将比较结果传送至比例积分控制单元；基于直流系统公共参考电压的换流站下垂控制模块的数学模型用下式表示：
Figure PCTCN2014091264-appb-000004
   ①；
其中：Pj为换流站交流侧PCC处有功功率、
Figure PCTCN2014091264-appb-000005
为换流站接收的上层调度控制子系统功率指令、UDC_common为直流电压控制换流站测得的端口直流电压、
Figure PCTCN2014091264-appb-000006
为上层调度控制子系统确定的直流系统公共参考电压和Dj换流站下垂控制系数。
(3)直流上层调度控制子系统将直流系统的公共参考电压、各换流站功率指令及斜率控制的下垂系数传递给每个换流站；这样既可以使得整个直流系统稳态运行时系统损耗最少，同时也保证换流器和直流线路不会出现过负荷；
(4)正常工作时各个换流站站控系统每隔一定时间都会将所测的本站主要电气信息通过站间通讯传递给上层调度控制系统，上层调度控制系统根据这些信息对整个直流系统运行状况进行评估，判断是否需要重新计算直流系统的公共参考电压、各换流站功率指令和下垂系数，判断直流系统中是否发生换流器或者直流线路N-1故障。
若直流系统运行正常，则直流上层调度控制子系统根据换流站运行状况重新计算多端直流系统最优潮流，并修正直流系统的公共参考电压、各换流站功率指令及斜率控制的下垂系数；否则，进行N-1事件校验并发送预定控制保护动作时序；
N-1事件校验包括：
<1>直流上层调度控制子系统对换流站的换流器退出运行引起的N-1事件进行校验，具体如下：
正常运行时，直流上层调度控制系统会对换流器退出运行引起的N-1事件进行校验，针对换流站退出运行后可能出现的过负荷或换流器解列，预先制定系统控制保护动作时序；当某一换流站由于故障或检修等需要退出运行时，直流上层调度控制系统根据换流站传递信息，并立即相应的将预先制定系统控制保护动作时序传递给各个换流站站控系统，各个换流站站控系统进行相应的动作。
<2>直流上层调度控制系统对直流线路引起的N-1事件进行校验，具体如下：
正常运行时，直流上层调度控制系统会对直流线路引起的N-1事件进行校验，并针对可能引起的换流站或直流线路过负荷，预先制定控制保护动作时序；当直流上层调度控制系统根据换流站传递信息确定发生线路N-1故障情况后，立即将相应的预先制定系统控制保护动作时序传递给各个换流站站控系统，各个换流站站控系统进行相应的动作；
(5)换流站的站控系统执行控制，并将采集的换流站信息进行反馈，同时返回步骤(4)。
本发明提供的多端柔性直流输电系统的控制系统及其控制方法，依据换流站交流侧功率需求、换流器及直流线路约束条件，并以整个多端系统运行功率损耗最低为目标，计算直流网络最优潮流，确定直流系统的公共参考电压、各换流站功率指令及斜率控制所需下垂系数。多端直流输电系统换流站N-1校验采用其计算多端直流网络潮流并进行分析及制定控制保护策略实现；多端直流输电系统直流线路N-1校验采用其计算多端直流网络潮流并进行分析及预先制定控制保护策略来实现，能够对多端直流网络中潮流和直流电压的灵活、安全控制。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

  1. 一种多端柔性直流输电系统的控制系统，其特征在于，所述系统包括直流上层调度控制子系统及每个换流站的站控子系统；所述直流上层调度控制子系统和每个换流站的站控子系统之间通过站间通讯网络分别连接。
  2. 如权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述直流上层调度控制子系统包括系统决策控制主机、顺序事件记录系统、现场总线系统和分布式I/O接口；所述系统决策控制主机通过现场总线系统与顺序事件记录系统和分布式I/O接口分别连接。
  3. 如权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述站控系统包括站控主机、顺序事件记录系统、现场总线系统和分布式I/O接口；所述站控主机通过现场总线系统与顺序事件记录系统和分布式I/O接口分别连接。
  4. 一种多端柔性直流输电系统的控制方法，其特征在于，所述控制方法用的系统为多端柔性直流输电系统的控制系统，所述方法包括下述步骤：
    (1)确定直流系统的直流电压主控站；
    (2)确定直流系统的公共参考电压、各换流站功率指令及斜率控制的下垂系数；
    (3)直流上层调度控制子系统将直流系统的公共参考电压、各换流站功率指令及斜率控制的下垂系数传递给每个换流站；
    (4)直流系统状态估计，判断是否有故障发生；若直流系统运行正常，则直流上层调度控制子系统根据换流站运行状况重新计算多端直流系统最优潮流，并修正直流系统的公共参考电压、各换流站功率指令及斜率控制的下垂系数；否则，进行N-1事件校验并发送预定控制保护动作时序；
    (5)换流站的站控系统执行控制，并将采集的换流站信息进行反馈，同时返回步骤(4)。
  5. 如权利要求4所述的控制方法，其特征在于，所述步骤(1)中，上层调度控制系统根据各换流站交流侧容量及功率需求，确定直流系统的直流电压主控站。
  6. 如权利要求4所述的控制方法，其特征在于，所述步骤(2)中，以直流系统网络损耗最小为目标，结合各换流站交流侧功率需求、换流器和直流线路约束条件，计算直流网络最优潮流，确定直流系统的公共参考电压、各换流站功率指令及斜率控制的下垂系数；
    基于直流系统公共参考电压的换流站下垂控制模块包括电压比较器、两个功 率比较器、功率放大器、增益单元和比例积分控制单元；所述电压比较器、功率放大器和增益单元依次连接；增益单元的输出传送至其中一个功率比较器和另一个功率比较器的输出进行比较后，将比较结果传送至比例积分控制单元；基于直流系统公共参考电压的换流站下垂控制模块的数学模型用下式表示：
    Figure PCTCN2014091264-appb-100001
       ①；
    其中：Pj为换流站交流侧PCC处有功功率、
    Figure PCTCN2014091264-appb-100002
    为换流站接收的上层调度控制子系统功率指令、UDC_common为直流电压控制换流站测得的端口直流电压、
    Figure PCTCN2014091264-appb-100003
    为上层调度控制子系统确定的直流系统公共参考电压和Dj换流站下垂控制系数。
  7. 如权利要求4所述的控制方法，其特征在于，经过所述步骤(3)使得整个直流系统稳态运行时系统损耗最少，同时换流器和直流线路不会出现过负荷。
  8. 如权利要求4所述的控制方法，其特征在于，所述步骤(4)中，N-1事件校验包括：
    <1>直流上层调度控制子系统对换流站的换流器退出运行引起的N-1事件进行校验；
    <2>直流上层调度控制系统对直流线路引起的N-1事件进行校验。
  9. 如权利要求8所述的控制方法，其特征在于，所述<1>中，直流上层调度控制子系统对换流站的换流器退出运行引起的N-1事件进行校验包括：
    直流上层调度控制子系统根据直流系统中任一换流站退出运行后可能出现的过负荷或换流器解列，预先制定控制保护动作时序；当某一换流站由于故障或检修需要退出运行时，直流上层调度控制子系统根据换流站传递的信息，将预先制定的控制保护动作时序传递给各个换流站站控系统。
  10. 如权利要求8所述的控制方法，其特征在于，所述<2>中，直流上层调度控制子系统根据直流系统中任一直流线路发生故障可能引起的换流站或直流线路过负荷，预先制定控制保护动作时序；当直流上层调度控制系统根据换流站传递信息确定发生线路N-1情况后，将预先制定的控制保护动作时序传递给各个换流站站控系统。
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