柔性直流输电系统功率协调控制方法

柔性直流输电系统功率协调控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及柔性直流输电领域，尤其涉及柔性直流输电功率协调控制技术中的柔性直流输电系统功率协调控制方法。
【背景技术】
[0002]随着电压源换流器的快速发展，基于电压源换流器的直流输电系统已经成为直流输电系统发展的主流趋势。作为一种更灵活、快捷的输电方式，柔性直流在风电等新能源并网、构筑城市直流配网等领域具有广阔的应用前景。同时，随着电力电子器件容量的提升，高压大容量柔性直流输电成为一种发展趋势。
[0003]两端或多端柔性直流输电首先必须有一站控制直流电压，从而维持系统直流电压稳定，但控制直流电压站所产生的有功功率由其它处于有功功率控制或频率控制站决定。1、目前基于两端的研究偏重理论，并未考虑实际工程中出现的水冷过负荷、温度、系统功率需求改变等客观因素；2、涉及的柔性直流输电功率协调主要集中在多端柔性直流输电领域，对于应用最为普遍且发展前景更大的两端柔性直流输电的工程适用方法并未详细研究。随着柔性直流输电高压大容量化，其停运或跳闸影响越来越大，因此，本专利有必要提出一种智能的柔性直流输电系统功率协调控制方法，不但适用于两站柔性直流输电工程，也适用于多端柔性直流输电工程。

【发明内容】

[0004]有鉴于此，本发明目的在于提供一种柔性直流输电系统功率协调控制方法，本柔性直流输电系统功率协调控制方法能够适用于两端及多端系统，避免了直流电压站不能主动改变功率导致的系统停运的缺陷，实现了主动预防和被动防御相结合，实现了有功功率站功率根据流向功率自动调整功能，最终实现了系统的稳定和可靠运行。
[0005]为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的:柔性直流输电系统功率协调控制方法，柔性直流输电系统指至少两端柔性直流输电系统，所述的至少两端柔性直流输电系统的每一端均包括直流电压控制站，还均包括有功功率控制站或频率控制站；有功功率传输正方向定义为由交流流向直流，有功功率传输负方向定义为由直流流向交流；其特征在于所述方法包括以下步骤:
[0006](I)确定所述直流电压控制站与所述有功功率控制站或频率控制站之间是否能通讯，确认所述直流电压控制站有直流电压失稳可能或风险；
[0007](2)当所述直流电压控制站与所述有功功率控制站或频率控制站之间能通讯时，并且直流电压控制站有直流电压失稳可能或风险时，由所述直流电压站将需要有功功率站主动改变功率或频率控制站主动改变频率的使能条件发给相应的有功功率控制站或频率控制站；
[0008]有功功率控制站根据接收到的使能条件，改变功率指令来提升或回降功率，从而维持直流系统稳定；
[0009]或者频率控制站根据接收到的使能条件，改变频率指令来提升或回降功率，从而维持直流系统稳定；
[0010](3)当所述直流电压控制站与所述有功功率控制站或频率控制站之间不能通讯时，并且直流电压控制站有直流电压失稳可能或风险时，则至少一个有功功率控制站使能有功功率辅助控制功能，对发出或吸收的当前的有功功率进行自主调节，从而调节直流电压使其在运行范围内。
[0011]作为本发明进一步改进的技术方案，以下任一条件满足时，所述的直流电压控制站的直流电压有失稳可能:直流电压站水冷请求降功率、直流电压站配置的交流稳控请求提升或回降功率、直流电压站换流阀过负荷、直流电压站交流系统故障、直流电压站换流变过负荷。
[0012]作为本发明进一步改进的技术方案，直流电压控制站的直流电压超出运行范围的使能判据是:有功功率控制站对使能有功功率辅助控制功能的次数进行计数或对使能有功功率辅助控制功能的时长进行计，并且计数或计时超过各自对应设定阈值。
[0013]作为本发明进一步改进的技术方案，在步骤(2)中，当以下所有条件均满足时直流电压控制站退出电压失稳使能条件:为:直流电压站水冷请求降功率消失、换流阀过负荷消失、直流电压站配置的稳控功率提升或回降到位，换流变压器无过负荷等。
[0014]作为本发明进一步改进的技术方案，在步骤(3)中，当直流电压控制站的直流电压回归运行范围后，所述已使能有功功率辅助控制功能的有功功率控制站退出有功功率辅助控制功能。
[0015]作为本发明进一步改进的技术方案，在步骤(2)之后或者在步骤(3)之后，有功功率控制站指令值选择保持当前值或者选择恢复到直流电压失稳使能之前的值。
[0016]作为本发明进一步改进的技术方案，柔性直流输电系统为两端柔性直流输电系统，其中一端处于频率控制模式，当直流电压控制站的直流电压失稳使能满足后，频率控制站通过改变频率大小来改变负荷出力，或者频率控制站通过通讯主动投切负荷或分布式电源来改变功率大小。
[0017]作为本发明进一步改进的技术方案，当所述直流电压控制站与所述有功功率控制站或频率控制站之间能通讯时，屏蔽无通讯检测判据和/或者开放直流电压控制站的直流电压超出运行范围判据；当所述直流电压控制站与所述有功功率控制站或频率控制站之间通讯故障时，开放直流电压控制站的直流电压超出运行范围检测判据；以实现有通讯与无通讯平滑切换。
[0018]作为本发明进一步改进的技术方案，在步骤(2)中，有功功率控制站通过本站检测到的直流电压变化选择功率提升或功率回降。
[0019]作为本发明进一步改进的技术方案，当有功功率控制站检测到直流电压开始增大或大于设定值Udc_up_Setl设定的时间时，如有功功率控制站的功率流向为正，则有功功率控制站开始降功率，如有功功率控制站的功率流向为负方向，有功功率控制站的功率维持不变；当有功功率控制站检测到直流电压开始减少或小于设定值Udc_down_setl设定的时间时，如有功功率控制站的功率流向为正，则有功功率控制站的功率维持不变，如有功功率控制站的功率流向为负，则有功功率控制站的功率向功率值为O方向升功率。
[0020]作为本发明进一步改进的技术方案，Udc_up_setl取值范围为1.0倍直流额定电压到1.39倍额定电压；或者Udc_down_setl取值范围为0.7倍额定直流电压到1.0额定直流电压。
[0021]作为本发明进一步改进的技术方案，在步骤(3)中，当有功功率控制站检测到直流电压超出运行范围使能时，有功功率控制站对发出或吸收的当前的有功功率进行自主调节；当有功功率控制站检测当前电压大于运行设定值Udc_up_set2 —定时间时，如有功功率控制站功率流向为正，则有功功率控制站开始降功率，如有功功率控制站的功率流向为负方向，有功功率控制站功率维持不变；当有功功率控制站检测当前电压小于设定值Udc_down_set2设定的时间时，如有功功率控制站功率流向为正，则有功功率控制站的功率维持不变，如有功功率控制站的功率流向为负，则有功功率控制站的功率向功率值为O方向升功率。
[0022]作为本发明进一步改进的技术方案，Udc_up_set2取值范围为1.0倍直流额定电压到1.39倍额定电压；或者Udc_down_set2取值范围为0.7倍额定直流电压到1.0额定直流电压。
[0023]本发明在确定所述直流电压控制站有直流电压失稳可能时，确定所述直流电压主控站与所述有功功率控制站或频率控制站之间是否能通讯，能时由所述直流电压站将需要有功功率站主动改变功率或频率控制站主动改变频率使能条件发给相应的有功功率或频率控制站，有功功率控制站或频率控制站根据接收到的使能条件，主动智能的改变功率指令或改变频率指令来提升或回降功率，从而维持直流系统稳定；所述直流电压控制站与所述有功功率控制站之间不能通讯时，如果直流电压超出运行范围，则至少一个有功功率控制站使能有功功率辅助控制功能，对发出或吸