一种用于柔性直流电网的潮流控制方法与流程

本发明涉及电力系统柔性直流输电技术领域，具体涉及一种用于柔性直流电网的潮流控制方法。

背景技术：

日前，随着化石能源的日益枯竭和改善环境压力的日益增加，中国乃至世界均面临着能源结构的战略性调整，大规模开发和利用新能源势在必行。为了适应未来能源格局的深刻变化，需加快新型汇集送出及消纳技术的研发以提高新能源发电的利用效率。近年来，学者们重新审视电网输配电技术，直流技术重新成为研究热点，柔性直流电网等概念应运而生。柔性直流输电，是采用电压源型换流器，可以独立、快速控制控制有功功率和无功功率，从而提高柔性直流输电系统的稳定性，抑制柔性直流输电系统频率和电压的波动，提高新能源发电系统并网交流的稳态性能。

柔性直流电网是一个具有“网孔”的柔性直流输电系统，换流站之间有多条直流线路通过直流断路器连接，整个柔性直流输电系统拥有冗余，在输电过程中，直流线路采用架空线时发生故障的概率较高，当一条直流线路发生故障，保护断开线路时，可能出现其他直流线路的正、负极不对称运行的情况，此时，需要采取合适的策略避免引起其他直流线路出现过负荷等问题。

技术实现要素：

本发明的目的是克服现有的柔性直流电网，当一条直流线路发生故障，保护断开线路时，可能出现其他直流线路的正、负极不对称运行的情况，引起其他直流线路出现过负荷的问题。本发明的用于柔性直流电网的潮流控制方法，在柔性直流电网中出现单极断线故障引起直流线路不对称运行时，能够有目的地对其余直流线路的正、负极线路潮流进行控制，避免其他直流线路出现过负荷情况，有效提高柔性直流电网的运行性能，具有良好的应用前景。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种用于柔性直流电网的潮流控制方法，应用在柔性直流电网上，所述柔性直流电网包括多个换流站，各换流站通过多条直流线路实现网状结构互联的，所述直流线路均包括正极、负极线路，其特征在于：各换流站均包括正极换流器和负极换流器，所述正极换流器和负极换流器均采用真双极接线方式与对应的直流线路相连接，所述柔性直流电网的潮流控制方法，包括以下步骤，

步骤(A)，实时监测连接本换流站的所有直流线路中是否存在不对称运行直流线路，若存在，则执行步骤(B)，否则，继续监测；

步骤(B)，当正极换流器连接的不对称运行直流线路为断线线路时，则执行步骤(C)，否则，进入步骤(D)；

步骤(C)，控制正极换流器的极母线电流为连接于该正极换流器对应的负极换流器的所有对称运行直流线路的电流和，并执行步骤(A)；

步骤(D)，当负极换流器连接的不对称运行直流线路为断线线路时，则执行步骤(E)，否则，进入步骤(A)；

步骤(E)，控制负极换流器的极母线电流为连接于该负极换流器对应的正极换流器的所有对称运行直流线路的电流和，并执行步骤(A)。

前述的一种用于柔性直流电网的潮流控制方法，其特征在于：连接本换流站的所有直流线路对称运行为各直流线路正极、负极线路同处于连通状态或断开状态，否则为连接本换流站的所有直流线路存在不对称运行直流线路。

前述的一种用于柔性直流电网的潮流控制方法，其特征在于：所述连通状态为该直流线路两端部的直流断路器或隔刀均为合位，所述断开状态为该直流线路两端部的直流断路器或隔刀均为分位。

本发明的有益效果是：本发明的用于柔性直流电网的潮流控制方法，在柔性直流电网中出现单极断线故障引起直流线路不对称运行时，能够有目的地对其余直流线路的正、负极线路潮流进行控制，避免其他直流线路出现过负荷情况，有效提高柔性直流电网的运行性能，具有良好的应用前景。

附图说明

图1是本发明的柔性直流电网一实施例的系统框图。

图2是本发明的柔性直流电网一实施例的潮流控制方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合说明书附图，对本发明作进一步的说明。

本发明的用于柔性直流电网的潮流控制方法，应用在柔性直流电网上，柔性直流电网包括多个换流站，各换流站通过多条直流线路实现网状结构互联的，直流线路均包括正极、负极线路，各换流站均包括正极换流器和负极换流器，正极换流器和负极换流器均采用真双极接线方式与对应的直流线路相连接，柔性直流电网的潮流控制方法，包括以下步骤，

步骤(A)，实时监测连接本换流站的所有直流线路中是否存在不对称运行直流线路，若存在，则执行步骤(B)，否则，继续监测；

步骤(B)，当正极换流器连接的不对称运行直流线路为断线线路时，则执行步骤(C)，否则，进入步骤(D)；

步骤(C)，控制正极换流器的极母线电流为连接于该正极换流器对应的负极换流器的所有对称运行直流线路的电流和，并执行步骤(A)；

步骤(D)，当负极换流器连接的不对称运行直流线路为断线线路时，则执行步骤(E)，否则，进入步骤(A)；

步骤(E)，控制负极换流器的极母线电流为连接于该负极换流器对应的正极换流器的所有对称运行直流线路的电流和，并执行步骤(A)。

其中，连接本换流站的所有直流线路对称运行为各直流线路正极、负极线路同处于连通状态或断开状态，否则为连接本换流站的所有直流线路存在不对称运行直流线路，所述连通状态为该直流线路两端部的直流断路器或隔刀均为合位，所述断开状态为该直流线路两端部的直流断路器或隔刀均为分位。

下面根据本发明的用于柔性直流电网的潮流控制方法，介绍一具体实施例，如图1所示，柔性直流电网的系统框图，每个换流站通过n(n≥1)条直流线路与其他换流站连接，第i(1≤i≤n)条直流线路包含正极线路Li_P和负极线路Li_N，换流站包括正极换流器P1和负极换流器P2，均采用真双极接线方式，正极换流器P1的极母线电流为Idp，连接正极换流器P1的n条直流线路的电流分别为IdpL1…IdpLn；负极换流器P2的极母线电流为Idn，连接正极换流器P2的n条直流线路的电流分别为IdnL1…IdnLn。

对于第i条直流线路，当正极、负极线路同处于连通或同处于断开状态，该线路处于对称运行状态，否则为不对称运行状态；以第1条直流线路为例，当直流断路器DCB11、DCBx1为合位时，第1条直流线路的正极线路L1_P处于连通状态；当直流断路器DCB11为分位或直流断路器DCBx1为分位时，第1条直流线路的正极线路L1_P处于断开状态；当直流断路器DCB12、DCBx2为合位时，第1条直流线路的负极线路L1_N处于连通状态；当直流断路器DCB12为分位或直流断路器DCBx2为分位时，第1条直流线路的负极线路L1_N处于断开状态。第1条直流线路的正极线路L1_P和负极线路L1_N均为连通状态时，第1条直流线路对称运行；第1条直流线路的正极线路L1_P和负极线路L1_N均为断开状态时，第1条直流线路也为对称运行；其余情况为不对称运行。

上述实施例柔性直流电网的潮流控制方法，如图2所示，包括以下步骤，

步骤101：实时监测连接本换流站的直流线路中存在不对称运行线路时，进入步骤102，否则，继续实时监测；

步骤102：当正极换流器连接的不对称运行直流线路为断线线路时，，进入步骤103，否则，进入步骤104；

步骤103：控制正极换流器的极母线电流为连接于该正极换流器对应的负极换流器的所有对称运行直流线路的电流和，进入步骤101；

结合图1进一步说明，S为连接负极换流器P2的直流线路中处于对称运行状态的线路序号的集合，控制正极换流器P1的极母线电流Idp为：

$I_{dp}=\underset{j\∈S}{\Σ}{I}_{dnLj}$

上述正极换流器P1的极母线电流Idp和连接负极换流器P2的所有对称运行直流线路的电流LdnLj以图示方向为正方向；

步骤104：控制正极换流器的极母线电流为连接于该正极换流器对应的负极换流器的所有对称运行直流线路的电流和，进入步骤105，否则，进入步骤101；

步骤105：控制负极换流器的极母线电流为连接该负极换流器对应的正极换流器的所有对称运行直流线路的电流和，进入步骤101。

结合图1进一步说明，T为正极换流器P1连接的直流线路中处于对称运行状态的线路序号的集合，控制负极换流器P2的极母线电流Idn为：

$I_{dn}=\underset{j\∈T}{\Σ}{I}_{dpLj}$

上述负极换流器P2的极母线电流Idn和连接正极换流器P1的所有对称运行直流线路的电流LdpLj以图示方向为正方向。

综上所述，本发明的用于柔性直流电网的潮流控制方法，在柔性直流电网中出现单极断线故障引起直流线路不对称运行时，能够有目的地对其余直流线路的正、负极线路潮流进行控制，避免其他直流线路出现过负荷情况，有效提高柔性直流电网的运行性能，具有良好的应用前景。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。