一種雙極柔性直流輸電系統運行模式的有功類控制方法技術方案

本發明專利技術公開一種雙極柔性直流輸電系統運行模式的有功類控制方法，檢測是否本站已有一極處于運行，如運行極處于直流電壓類控制，未運行極選擇直流電壓類控制，如運行極處于非直流電壓類控制，未運行極選擇非直流電壓類控制；如兩極均未運行，兩極選擇同時運行模式時，本站兩個極選擇處于同一種控制模式，同處于直流電壓類或非直流電壓類控制模式；如交流系統是無源系統，兩極均選擇非電壓控制模式且至少一極的非電壓控制模式選擇為頻率控制模式；如兩極均未運行，選擇一極先運行模式，如交流系統是無源系統，選擇先運行極的非電壓控制模式選擇為頻率控制模式。本發明專利技術實現了兩站的解耦運行，避免了控制模式選擇錯誤帶來的頻率、功率失穩問題。

【技術實現步驟摘要】
一種雙極柔性直流輸電系統運行模式的有功類控制方法
本專利技術屬于柔性直流輸電
，具體涉及一種雙極柔性直流輸電系統運行模式的有功類控制方法。
技術介紹
柔性直流輸電采用電壓源換流器，可以獨立調節有功和無功的輸出、提高交流系統的輸電能力，易于構成多端直流輸電系統，在可再生能源的發電并網、孤島城市供電以及交流系統互聯等應用領域，具有明顯的競爭力。隨著電力電子器件和控制技術的進步，柔性直流容量和電壓等級越來越高。為了實現大容量功率輸送的要求，需要增加子模塊數量以提高其電壓等級，但過多子模塊級聯增加閥控設備控制難度，因此采用雙極結構形式，減少單個換流單元子模塊級聯數目的同時達到同樣傳輸功率成為一種可行選擇。雙極柔性直流輸電系統相對于單極系統，其可靠性更高，但其控制也更加復雜，特別是兩個柔性換流單元有功類控制模式優化選擇，目前研究非常少。為了充分發揮雙極柔性直流拓撲結構傳輸功率的優勢，需要一種有效的雙極柔性直流輸電系統的有功類控制模式決策機制，保證雙極有功功率的靈活控制，實現雙極柔性直流輸電系統優化運行。
技術實現思路
針對現有技術不足,本專利技術提出一種雙極柔性直流輸電系統運行模式的有功類控制方法,解決了兩個換流單元因控制模式不夠優化，帶來的兩站有功功率控制靈活低、分配困難、動態調節差等問題，同時避免了兩站需要依靠通訊才能實現功率平衡問題。實現了雙極柔性直流輸電系統的有功功率控制模式優化運行。為了達成上述目的，本專利技術采用下述技術方案實現：一種雙極柔性直流輸電系統運行模式的有功類控制方法，所述的雙極柔性直流輸電系統換流站由兩個換流單元串聯構成，分別為正極單元與負極單元，所述的有功類控制模式主要包含：直流電壓類控制模式和非直流電壓類控制模式，其中非直流電壓類控制模式分為頻率控制、雙極有功功率控制和單極有功功率控制，直流輸電方式下兩站有且僅有一站處于直流電壓控制模式；遵循本站兩個換流單元處于同一種控制模式的原則，兩極同處于直流電壓類或非直流電壓類控制模式：(1)檢測是否本站已有一極處于運行，如僅有一極已運行，未運行極控制有功類控制模式與運行極一致，如運行極處于直流電壓類控制，未運行極選擇直流電壓類控制，如運行極處于非直流電壓類控制，未運行極選擇非直流電壓類控制；(2)如兩極均未運行，兩極選擇同時運行(解鎖)模式時，本站兩個極選擇處于同一種控制模式，同處于直流電壓類或非直流電壓類控制模式；如交流系統是無源系統，兩極均選擇非電壓控制模式且至少一極的非電壓控制模式選擇為頻率控制模式。(3)如兩極均未運行，選擇一極先運行(解鎖)模式，如交流系統是無源系統，選擇先運行極的非電壓控制模式選擇為頻率控制模式。進一步的，如果運行極處于非直流電壓類控制，未運行極選擇非直流電壓類控制；且如果運行極及處于頻率控制，則非運行極可以選擇頻率控制、單極有功功率控制、雙極有功功率控制的一種，如果運行極不處于頻率控制，則非運行極選擇單極功率控制和雙極有功功率控制的一種。進一步的，所述的一種雙極柔性直流輸電系統運行模式的有功類控制方法,其特征在于，所提到的各種控制模式控制范圍為：雙極有功功率控制模式、單極有功功率控制模式、頻率控制模式，雙極有功功率控制針對全站有功功率調節，單極有功功率針對所處相應極的有功功率調節，頻率控制即可針對全站調節，也可針對所處相應極調節。本一種雙極柔性直流輸電系統運行模式的有功類控制方法所提到的各種控制模式控制范圍為：雙極有功功率控制針對全站有功功率調節，單極有功功率針對所處相應極的有功功率調節，頻率控制即可針對全站調節，也可針對所處相應極調節。經過上述雙極柔性直流輸電系統直流輸電運行模式的有功類控制模式決策，有功類控制模式均滿足解鎖運行條件，待其它條件滿足后，相應站相應極即可選擇適合的控制模式解鎖。采用上述方案后，本專利技術的有益效果為：(1)避免了全站功率協調控制困難、功率協調嚴重依賴站間通訊等問題，實現了兩站的解耦運行。(2)在有源模式與無源模式下，均能實現兩極優化選擇有功類控制模式，從而避免了控制模式選擇錯誤帶來的頻率、功率失穩等問題。附圖說明圖1是雙極柔性直流輸電系統換流站的結構示意圖；圖2是一站雙極單元控制模式示意圖；圖3是本專利技術提供的一種雙極柔性直流輸電系統運行模式的有功類控制方法操作流程圖。具體實施方式以下將結合附圖及具體實施方式，對本專利技術的技術方案進行詳細說明。實施例1本一種雙極柔性直流輸電系統運行模式的有功類控制方法，所述的雙極柔性直流輸電系統換流站由兩個換流單元串聯構成，分別為正極單元與負極單元，所述的有功類控制模式主要包含：直流電壓類控制模式和非直流電壓類控制模式，其中非直流電壓類控制模式分為頻率控制、雙極有功功率控制和單極有功功率控制，直流輸電方式下兩站有且僅有一站處于直流電壓控制模式；遵循本站兩個換流單元處于同一種控制模式的原則，兩極同處于直流電壓類或非直流電壓類控制模式：(1)檢測是否本站已有一極處于運行，如僅有一極已運行，未運行極控制有功類控制模式與運行極一致，如運行極處于直流電壓類控制，未運行極選擇直流電壓類控制，如運行極處于非直流電壓類控制，未運行極選擇非直流電壓類控制；(2)如兩極均未運行，兩極選擇同時運行模式時，本站兩個極選擇處于同一種控制模式，同處于直流電壓類或非直流電壓類控制模式；如交流系統是無源系統，兩極均選擇非電壓控制模式且至少一極的非電壓控制模式選擇為頻率控制模式；(3)如兩極均未運行，選擇一極先運行模式，如交流系統是無源系統，選擇先運行極的非電壓控制模式選擇為頻率控制模式。如果運行極處于非直流電壓類控制，未運行極選擇非直流電壓類控制；且如果運行極及處于頻率控制，則非運行極可以選擇頻率控制、單極有功功率控制、雙極有功功率控制的一種，如果運行極不處于頻率控制，則非運行極選擇單極功率控制和雙極有功功率控制的一種。所提到的各種控制模式控制范圍為：雙極有功功率控制模式、單極有功功率控制模式、頻率控制模式，雙極有功功率控制針對全站有功功率調節，單極有功功率針對所處相應極的有功功率調節，頻率控制即可針對全站調節，也可針對所處相應極調節。圖1所示為雙極柔性直流輸電系統換流站，包括：多個換流變壓器，換流器。換流器由兩個換流單元組成；其中，正極換流單元的一端為換流器的正端，正極換流單元的另一端與負極換流單元的一端相連并通過中性母線接地，負極換流單元的另一端為換流器的負端。圖中，P正指正極換流單元輸出有功功率，P負指負極換流單元輸出有功功率，Udc正指正極母線電壓，Udc負指負極母線電壓，S是全站額定視在容量，兩極通過極間通訊傳遞狀態量和模擬量信號。圖2為一站雙極系統控制模式，一個站兩個極，分別為正極單元和負極單元，每個極的有功類控制模式都包含直流電壓控制、雙極有功功率控制、單極有功功率控制和頻率控制，其中雙極有功功率控制、單極有功功率控制和頻率控制屬于非直流電壓控制。本專利技術專利以雙極有功功率控制、單極有功功率控制和頻率控制命名，也可以命名為雙極功率控制、單極功率控制、無源電壓控制等，但命名的改變并不能改變本專利技術的核心本質。其中雙極有功功率控制針對全站有功功率調節，單極有功功率針對相應極有功功率調節，頻率控制即可針對全站調節，也可針對本極調節。雙極間控制模式交換在極間通訊正常時通過極間通訊實本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種雙極柔性直流輸電系統運行模式的有功類控制方法，所述的雙極柔性直流輸電系統換流站由兩個換流單元串聯構成，分別為正極單元與負極單元，所述的有功類控制模式主要包含：直流電壓類控制模式和非直流電壓類控制模式，其中非直流電壓類控制模式分為頻率控制、雙極有功功率控制和單極有功功率控制，直流輸電方式下兩站有且僅有一站處于直流電壓控制模式；其特征在于：遵循本站兩個換流單元處于同一種控制模式的原則，兩極同處于直流電壓類或非直流電壓類控制模式：(1)檢測是否本站已有一極處于運行，如僅有一極已運行，未運行極控制有功類控制模式與運行極一致，如運行極處于直流電壓類控制，未運行極選擇直流電壓類控制，如運行極處于非直流電壓類控制，未運行極選擇非直流電壓類控制；(2)如兩極均未運行，兩極選擇同時運行模式時，本站兩個極選擇處于同一種控制模式，同處于直流電壓類或非直流電壓類控制模式；如交流系統是無源系統，兩極均選擇非電壓控制模式且至少一極的非電壓控制模式選擇為頻率控制模式；(3)如兩極均未運行，選擇一極先運行模式，如交流系統是無源系統，選擇先運行極的非電壓控制模式選擇為頻率控制模式。

【技術特征摘要】
1.一種雙極柔性直流輸電系統運行模式的有功類控制方法，所述的雙極柔性直流輸電系統換流站由兩個換流單元串聯構成，分別為正極單元與負極單元，有功類控制模式主要包含：直流電壓類控制模式和非直流電壓類控制模式，其中非直流電壓類控制模式分為頻率控制、雙極有功功率控制和單極有功功率控制，直流輸電方式下兩站有且僅有一站處于直流電壓類控制模式；其特征在于：遵循本站兩個換流單元處于同一種控制模式的原則，兩極同處于直流電壓類或非直流電壓類控制模式：（1）檢測是否本站已有一極處于運行，如僅有一極已運行，未運行極控制有功類控制模式與運行極一致，如運行極處于直流電壓類控制，未運行極選擇直流電壓類控制，如運行極處于非直流電壓類控制，未運行極選擇非直流電壓類控制；（2）如兩極均未運行，兩極選擇同時運行模式時，本站兩個極選擇處于同一種控制模式，同處于直流電壓類或非直流電壓類控制模式；如交流系統是無源系統，兩極均選擇非...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李鋼，胡兆慶，董云龍，盧宇，丁久東，王柯，汪楠楠，魯江，
申請(專利權)人：南京南瑞繼保電氣有限公司，南京南瑞繼保工程技術有限公司，
類型：發明
國別省市：江蘇;32