一种换流器故障时的有功功率控制方法及柔性直流电网与流程

文档序号:15182658发布日期:2018-08-17 06:17阅读:267来源:国知局

本发明属于柔性直流电网系统技术领域,特别涉及一种换流器故障时的有功功率控制方法及柔性直流电网。



背景技术:

直流输电被认为是未来电力传输的发展方向,相对于交流传输系统,直流系统稳定性高,传输损耗小,特别是随着高压大容量功率器件的发展以及高压直流断路器的实现,直流电网已经具备了替代交流电网的技术基础,目前直流输电包含两种技术路线,一种是以晶闸管为基础的电流源型高压直流输电技术(lcc-hvdc),另外一种是以基于模块化多电平级联换流器的电压源型高压直流输电技术(vsc-hvdc),也称为柔性直流输电技术,vsc-hvdc技术相对于lcc-hvdc技术具有明显的技术优势。

柔性直流电网由于其不存在换相失败的问题,且电压谐波含量少,输出频率与电压稳定,能快速调节有功功率与无功功率,控制灵活性好,可在一定程度上替代传统直流输电进行大规模远距离送电,还可实现可再生能源、抽蓄等储能与负荷间的能量灵活交互,实现大规模清洁能源的接入、汇集与输送,具有广阔的应用前景。特别是其潮流反转而直流电压保持不变的特点,使其很容易构建成多端直流输电系统,实现多电源供电和多落点受电,从而为保证系统全局稳定性和潮流优化配置提供了良好的技术实现手段。

柔性直流电网在电网标准工况下运行时,换流站内正负极换流器有功功率平衡运行,柔性直流正极网络和负极网络有功功率收支同样平衡运行,但是当换流器故障需退出时,将会导致故障换流器所在网络的有功功率收支不平衡运行,为了解决功率不平衡的问题,公开号为“cn104901301a”,名称为“一种多端柔性直流输电系统的协调控制方法”的中国专利提供了一种方案,该方案在多端柔性直流输电系统中的定直流电压站加入直流调节的下垂斜率控制;定有功功率站加入直流电压调节的下垂斜率控制;该专利提供的方法需要对定直流电压站和定有功功率站分别进行不同的控制,因此控制方法比较复杂,造成柔性直流电网的功率平衡控制不够精确,且控制效率比较低。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种换流器故障时的有功功率控制方法及柔性直流电网,用于解决现有技术中电网换流器故障时有功功率平衡效率低的问题。

为实现上述目的,本发明提供了一种换流器故障时的有功功率控制方法,包括以下技术方案:

方法方案一,一种换流器故障时的有功功率控制方法,包括如下步骤:

1)分别建立至少两个送端换流站和至少两个受端换流站,送端换流站均为有功功率控制模式;受端换流站中的其中一个换流站为直流电压控制模式,剩余的受端换流站为有功功率控制模式;

2)当各送端换流站或各受端换流站中的正极换流器或负极换流器故障退出运行时,获取送端换流站或受端换流站的负极换流器或正极换流器对应的有功功率参考值和有功功率限制值,计算各换流站的正极换流器或负极换流器能够接收的各换流站的负极换流器或正极换流器转移的有功功率的最大值,所述有功功率的最大值指正极换流器或负极换流器对应的有功功率限制值减去其对应的有功功率参考值得到的差值;

3)根据各换流站的正极换流器或负极换流器能够接收的有功功率的最大值,重新分配各换流站的正极换流器和负极换流器的有功功率参考值。

方法方案二,在方法方案一的基础上,所述换流器故障包括有功功率送端换流站的换流器故障、有功功率受端换流站的换流器故障及受端换流站的处于直流电压控制模式的换流器故障。

方法方案三,在方法方案二的基础上,设定换流站a正负极换流器有功功率参考值分别为pref_a+、pref_a-,换流站a正负极换流器有功功率限值为plim_a+、plim_a-,换流站b正负极换流器有功功率参考值分别为pref_b+、pref_b-,换流站b正负极换流器有功功率限值为plim_b+、plim_b-;

若有功功率送端换流站b正极换流器故障退出运行时,计算换流站b负极换流器能够接收换流站b正极换流器转移的有功功率的第一最大值ptra_b-,若pref_b+≥ptra_b-,则将所述换流站b负极换流器的有功功率参考值修改为plim_b-;若pref_b+<ptra_b-,则将所述换流站b负极换流器的有功功率参考值修改为pref_b-+pref_b+;

计算与换流站b对应的受端换流站a的负极换流器接收正极换流器转移的有功功率的第二最大值ptra_a-,若ptra_a->ptra_b-,则将换流站a的负极换流器有功功率参考值修改为pref_a-+ptra_b-,并将所述换流站a的正极换流器有功功率参考值修改为pref_a+-ptra_b-;若ptra_b-≥ptra_a-,则将所述换流站a的负极换流器有功功率参考值修改为plim_a-,并将所述受端换流站a的正极换流器有功功率参考值修改为pref_a+-ptra_a-;

若pref_b+<ptra_a-,则将受端换流站a的负极换流器有功功率参考值修改为pref_a-+pref_b+,并将受端换流站a的正极换流器的有功功率参考值修改为pref_a+-pref_b+;若pref_b+≥ptra_a-,则将所述换流站a的负极换流器有功功率参考值修改为plim_a-,并将所述受端换流站a的正极换流器有功功率参考值修改为pref_a+-ptra_a-;

送端换流站c的有功功率保持不变,受端换流站中处于直流电压控制模式的换流站d的有功功率自平衡。

方法方案四,在方法方案二的基础上,设定换流站a正负极换流器有功功率参考值分别为pref_a+、pref_a-,换流站a正负极换流器有功功率限值为plim_a+、plim_a-,换流站b正负极换流器有功功率参考值分别为pref_b+、pref_b-,换流站b正负极换流器有功功率限值为plim_b+、plim_b-,换流站c正负极换流器有功功率参考值分别为pref_c+、pref_c-,换流站c正负极换流器有功功率限值为plim_c+、plim_c-;

若有功功率受端换流站a正极换流器故障退出运行时,计算换流站a负极换流器能够接收正极换流器转移的有功功率的第二最大值ptra_a-,若pref_a+≥ptra_a-,则将换流站a负极换流器的有功功率参考值修改为plim_a-;若pref_a+<ptra_a-,则将所述负极换流器的有功功率参考值修改为pref_a-+pref_a+;

计算与换流站a对应的送端换流站b的负极换流器接收正极换流器转移的有功功率的第一最大值ptra_b-,若ptra_a-≥ptra_b-,则将换流站b负极换流器有功功率参考值修改为plim_b-,换流站b正极换流器有功功率参考值修改为pref_b+-ptra_b-;若ptra_a-<ptra_b-,则将换流站b负极换流器有功功率参考值修改为pref_b-+ptra_a-,将换流站b正极换流器有功功率参考值修改为pref_b+-ptra_a-;

计算有功功率送端换流站c的负极换流器接收正极换流器转移的有功功率的第三最大值ptra_c-,若ptra_a--ptra_b-≥ptra_c-,则将换流站c负极换流器有功功率参考值修改为plim_c-,将换流站c正极换流器有功功率参考值修改为pref_c+-ptra_c-,若ptra_a--ptra_b-<ptra_c-,则将换流站c负极换流器有功功率参考值修改为pref_c-+(ptra_a--ptra_b-),将换流站c正极换流器有功功率参考值修改为pref_c+-(ptra_a--ptra_b-);

若pref_a+≥ptra_b-,则将换流站b负极换流器有功功率参考值修改为plim_b-,将换流站b正极换流器有功功率参考值修改为pref_b+-ptra_b-;若pref_a+<ptra_b-,则将换流站b负极换流器有功功率参考值修改为pref_b-+ptra_a-,将换流站b正极换流器有功功率参考值修改为pref_b+-ptra_a-;

若pref_a+-ptra_b-≥ptra_c-,则将换流站c负极换流器有功功率参考值修改为plim_c-,将换流站c正极换流器有功功率参考值修改为pref_c+-ptra_c-,若pref_a+-ptra_b-<ptra_c-,则将换流站c负极换流器有功功率参考值修改为pref_c-+(ptra_a--ptra_b-),将换流站c正极换流器有功功率参考值修改为pref_c+-(ptra_a--ptra_b-);

受端换流站中处于直流电压控制模式的换流站d的有功功率自平衡。

方法方案五,在方法方案二的基础上,设定换流站a正负极换流器有功功率参考值分别为pref_a+、pref_a-,换流站a正负极换流器有功功率限值为plim_a+、plim_a-,换流站b正负极换流器有功功率参考值分别为pref_b+、pref_b-,换流站b正负极换流器有功功率限值为plim_b+、plim_b-,换流站c正负极换流器有功功率参考值分别为pref_c+、pref_c-,换流站c正负极换流器有功功率限值为plim_c+、plim_c-,换流站d正负极换流器有功功率参考值分别为pmea_d+、pmea_d-,换流站d正负极换流器有功功率限值为plim_d+、plim_d-;

若直流电压受端换流站d正极换流器故障退出运行时,计算与换流站d对应的有功功率送端换流站c对应的负极换流器接收正极换流器转移的有功功率第三最大值ptra_c-,若pmea_d+≥ptra_c-,则将换流站c负极换流器有功功率参考值修改为plim_c-,将换流站c正极换流器有功功率参考值修改为pref_c+-ptra_c-,若pmea_d+<ptra_c-,则将换流站c负极换流器有功功率参考值修改为pref_c-+pmea_d+,将换流站c正极换流器有功功率参考值修改为pref_c+-pmea_d+;

计算有功功率送端换流站b负极换流器能够接收正极换流器转移的有功功率的第一最大值ptra_b-,若pmea_d+-ptra_c-≥ptra_b-,则将换流站b负极换流器的有功功率参考值修改为plim_b-,将换流站b正极换流器的有功功率参考值修改为pref_b+-ptra_b-;若pmea_d+-ptra_c-<ptra_b-,则将换流站b负极换流器的有功功率参考值修改为pref_b-+(pmea_d+-ptra_c-),将换流站b正极换流器的有功功率参考值修改为pref_b+-(pmea_d+-ptra_c-);若ptra_c-≥ptra_a-,则将换流站a负极换流器有功功率参考值修改为plim_a-,换流站a正极换流器有功功率自平衡,若ptra_c-<ptra_a-,则将换流站a负极换流器有功功率参考值修改为plim_a-+ptra_c-,换流站a正极换流器有功功率自平衡;若pmea_d+≥ptra_a-,则将换流站a负极换流器有功功率参考值修改为plim_a-,换流站a正极换流器有功功率自平衡,否则将换流站a负极换流器有功功率参考值修改为pref_a-+pmea_d,换流站a正极换流器有功功率自平衡;换流站d负极换流器有功功率自平衡。

本发明还提供了一种柔性直流电网,包括以下技术方案:

电网方案一,一种柔性直流电网,包括换流站有功功率协调控制系统、至少两个送端流站及至少两个受端换流站,送端换流站均为有功功率控制模式;受端换流站中的其中一个换流站为直流电压控制模式,剩余的受端换流站为有功功率控制模式,各换流站的换流器对应连接有换流器控制系统,所述换流站有功功率协调控制系统与各换流站之间通过光纤通信连接;当各送端换流站或各受端换流站中的正极换流器或负极换流器故障退出运行时,所述换流站有功功率控制系统通过换流器控制系统获取各换流站的正极换流器和负极换流器的有功功率参考值和有功功率限制值,并计算各换流站的正极换流器或负极换流器能够接收的各换流站的负极换流器或正极换流器转移的有功功率的最大值,所述有功功率的最大值指正极换流器或负极换流器对应的有功功率限制值减去其对应的有功功率参考值得到的差值;根据各换流站的正极换流器或负极换流器能够接收的有功功率的最大值,重新分配各换流站的正极换流器和负极换流器的有功功率参考值。

电网方案二,在电网方案一的基础上,所述换流器故障包括有功功率送端换流站的换流器故障、有功功率受端换流站的换流器故障及受端换流站的处于直流电压控制模式的换流器故障。

电网方案三,在电网方案二的基础上,设定换流站a正负极换流器有功功率参考值分别为pref_a+、pref_a-,换流站a正负极换流器有功功率限值为plim_a+、plim_a-,换流站b正负极换流器有功功率参考值分别为pref_b+、pref_b-,换流站b正负极换流器有功功率限值为plim_b+、plim_b-;

若有功功率送端换流站b正极换流器故障退出运行时,计算换流站b负极换流器能够接收换流站b正极换流器转移的有功功率的第一最大值ptra_b-,若pref_b+≥ptra_b-,则将所述换流站b负极换流器的有功功率参考值修改为plim_b-;若pref_b+<ptra_b-,则将所述换流站b负极换流器的有功功率参考值修改为pref_b-+pref_b+;

计算与换流站b对应的受端换流站a的负极换流器接收正极换流器转移的有功功率的第二最大值ptra_a-,若ptra_a->ptra_b-,则将换流站a的负极换流器有功功率参考值修改为pref_a-+ptra_b-,并将所述换流站a的正极换流器有功功率参考值修改为pref_a+-ptra_b-;若ptra_b-≥ptra_a-,则将所述换流站a的负极换流器有功功率参考值修改为plim_a-,并将所述受端换流站a的正极换流器有功功率参考值修改为pref_a+-ptra_a-;

若pref_b+<ptra_a-,则将受端换流站a的负极换流器有功功率参考值修改为pref_a-+pref_b+,并将受端换流站a的正极换流器的有功功率参考值修改为pref_a+-pref_b+;若pref_b+≥ptra_a-,则将所述换流站a的负极换流器有功功率参考值修改为plim_a-,并将所述受端换流站a的正极换流器有功功率参考值修改为pref_a+-ptra_a-;

送端换流站c的有功功率保持不变,受端换流站中处于直流电压控制模式的换流站d的有功功率自平衡。

电网方案四,在电网方案二的基础上,设定换流站a正负极换流器有功功率参考值分别为pref_a+、pref_a-,换流站a正负极换流器有功功率限值为plim_a+、plim_a-,换流站b正负极换流器有功功率参考值分别为pref_b+、pref_b-,换流站b正负极换流器有功功率限值为plim_b+、plim_b-,换流站c正负极换流器有功功率参考值分别为pref_c+、pref_c-,换流站c正负极换流器有功功率限值为plim_c+、plim_c-;

若有功功率受端换流站a正极换流器故障退出运行时,计算换流站a负极换流器能够接收正极换流器转移的有功功率的第二最大值ptra_a-,若pref_a+≥ptra_a-,则将换流站a负极换流器的有功功率参考值修改为plim_a-;若pref_a+<ptra_a-,则将所述负极换流器的有功功率参考值修改为pref_a-+pref_a+;

计算与换流站a对应的送端换流站b的负极换流器接收正极换流器转移的有功功率的第一最大值ptra_b-,若ptra_a-≥ptra_b-,则将换流站b负极换流器有功功率参考值修改为plim_b-,换流站b正极换流器有功功率参考值修改为pref_b+-ptra_b-;若ptra_a-<ptra_b-,则将换流站b负极换流器有功功率参考值修改为pref_b-+ptra_a-,将换流站b正极换流器有功功率参考值修改为pref_b+-ptra_a-;

计算有功功率送端换流站c的负极换流器接收正极换流器转移的有功功率的第三最大值ptra_c-,若ptra_a--ptra_b-≥ptra_c-,则将换流站c负极换流器有功功率参考值修改为plim_c-,将换流站c正极换流器有功功率参考值修改为pref_c+-ptra_c-,若ptra_a--ptra_b-<ptra_c-,则将换流站c负极换流器有功功率参考值修改为pref_c-+(ptra_a--ptra_b-),将换流站c正极换流器有功功率参考值修改为pref_c+-(ptra_a--ptra_b-);

若pref_a+≥ptra_b-,则将换流站b负极换流器有功功率参考值修改为plim_b-,将换流站b正极换流器有功功率参考值修改为pref_b+-ptra_b-;若pref_a+<ptra_b-,则将换流站b负极换流器有功功率参考值修改为pref_b-+ptra_a-,将换流站b正极换流器有功功率参考值修改为pref_b+-ptra_a-;

若pref_a+-ptra_b-≥ptra_c-,则将换流站c负极换流器有功功率参考值修改为plim_c-,将换流站c正极换流器有功功率参考值修改为pref_c+-ptra_c-,若pref_a+-ptra_b-<ptra_c-,则将换流站c负极换流器有功功率参考值修改为pref_c-+(ptra_a--ptra_b-),将换流站c正极换流器有功功率参考值修改为pref_c+-(ptra_a--ptra_b-);

受端换流站中处于直流电压控制模式的换流站d的有功功率自平衡。

电网方案五,在电网方案二的基础上,设定换流站a正负极换流器有功功率参考值分别为pref_a+、pref_a-,换流站a正负极换流器有功功率限值为plim_a+、plim_a-,换流站b正负极换流器有功功率参考值分别为pref_b+、pref_b-,换流站b正负极换流器有功功率限值为plim_b+、plim_b-,换流站c正负极换流器有功功率参考值分别为pref_c+、pref_c-,换流站c正负极换流器有功功率限值为plim_c+、plim_c-,换流站d正负极换流器有功功率参考值分别为pmea_d+、pmea_d-,换流站d正负极换流器有功功率限值为plim_d+、plim_d-;

若直流电压受端换流站d正极换流器故障退出运行时,计算与换流站d对应的有功功率送端换流站c对应的负极换流器接收正极换流器转移的有功功率第三最大值ptra_c-,若pmea_d+≥ptra_c-,则将换流站c负极换流器有功功率参考值修改为plim_c-,将换流站c正极换流器有功功率参考值修改为pref_c+-ptra_c-,若pmea_d+<ptra_c-,则将换流站c负极换流器有功功率参考值修改为pref_c-+pmea_d+,将换流站c正极换流器有功功率参考值修改为pref_c+-pmea_d+;

计算有功功率送端换流站b负极换流器能够接收正极换流器转移的有功功率的第一最大值ptra_b-,若pmea_d+-ptra_c-≥ptra_b-,则将换流站b负极换流器的有功功率参考值修改为plim_b-,将换流站b正极换流器的有功功率参考值修改为pref_b+-ptra_b-;若pmea_d+-ptra_c-<ptra_b-,则将换流站b负极换流器的有功功率参考值修改为pref_b-+(pmea_d+-ptra_c-),将换流站b正极换流器的有功功率参考值修改为pref_b+-(pmea_d+-ptra_c-);若ptra_c-≥ptra_a-,则将换流站a负极换流器有功功率参考值修改为plim_a-,换流站a正极换流器有功功率自平衡,若ptra_c-<ptra_a-,则将换流站a负极换流器有功功率参考值修改为plim_a-+ptra_c-,换流站a正极换流器有功功率自平衡;若pmea_d+≥ptra_a-,则将换流站a负极换流器有功功率参考值修改为plim_a-,换流站a正极换流器有功功率自平衡,否则将换流站a负极换流器有功功率参考值修改为pref_a-+pmea_d,换流站a正极换流器有功功率自平衡;换流站d负极换流器有功功率自平衡。

本发明的有益效果是:

本发明通过获取各换流站的正极换流器或负极换流器对应的有功功率参考值和有功功率限制值,计算各换流站的正极换流器或负极换流器能够接收的各换流站的负极换流器或正极换流器转移的有功功率的最大值,根据各换流站的正极换流器或负极换流器能够接收的有功功率的最大值,重新分配各换流站的正极换流器和负极换流器的有功功率参考值。本发明在任一换流器故障退出时,为了避免电网出现过压或欠压工况,尽量少的损失在网的有功功率,换流器有功功率协调控制系统对各换流器的有功功率参考值进行重新计算后,实现在网有功功率的重新分配,不但能够快速稳定柔性直流电网的直流电压,而且能够提高柔性直流电网系统的有功功率利用率和对柔性直流电网系统的潮流进行优化。

附图说明

图1为柔性直流电网系统的拓扑结构图;

图2为换流站有功功率协调控制系统和换流器控制系统数据交互示意图;

图3为换流站b正极换流器故障退出时,其余换流器有功功率参考值重新分配的流程图;

图4为换流站a正极换流器故障退出时,其余换流器有功功率参考值重新分配的流程图;

图5为换流站d正极换流器故障退出时,其余换流器有功功率参考值重新分配的流程图。

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说明:

一种柔性直流电网,包括换流站有功功率协调控制系统、至少两个送端流站及至少两个受端换流站,送端换流站均为有功功率控制模式;受端换流站中的其中一个换流站为直流电压控制模式,剩余的受端换流站为有功功率控制模式,各换流站的换流器对应连接有换流器控制系统,换流站有功功率协调控制系统与各换流站之间通过光纤通信连接。

当各送端换流站或各受端换流站中的正极换流器或负极换流器故障退出运行时,换流站有功功率控制系统通过换流器控制系统获取各换流站的正极换流器和负极换流器的有功功率参考值和有功功率限制值,并计算各换流站的正极换流器或负极换流器能够接收的各换流站的负极换流器或正极换流器转移的有功功率的最大值,有功功率的最大值指正极换流器或负极换流器对应的有功功率限制值减去其对应的有功功率参考值得到的差值;根据各换流站的正极换流器或负极换流器能够接收的有功功率的最大值,重新分配各换流站的正极换流器和负极换流器的有功功率参考值。

具体而言,如图1所示的柔性直流电网的拓扑结构图,柔性直流电网包括换流站a、换流站b、换流站c和换流站d,换流站b和换流站c为有功功率送端换流站,换流站a和换流站d为有功功率受端;其中,换流站d的正极换流器和负极换流器均为直流电压控制模式,换流站a、换流站b及换流站c的正极换流器和负极换流器均为有功功率控制模式。

本实施例中,换流站有功功率控制系统通过点对点光纤与各换流站的正负极换流器控制系统连接,并采用iec61850国际标准通信协议,作为其他实施方式也可以采用其他的通信协议。

具体的,当某一个换流站故障需要退出时,各换流站的有功功率的控制方法,包括以下步骤:

1、换流站有功功率协调控制系统接收到某一换流站的正极换流器或负极换流器故障退出时,锁定当前收到的换流站正极换流器或负极换流器控制系统发送过来的模拟量(锁定时间t0),同时触发换流站有功功率协调控制系统动作信号(持续时间t0),并根据当前收到的各换流站正负极换流器控制系统送过来的状态量信号进行逻辑判断。

换流站有功功率协调控制系统和各换流站正负极换流器控制系统进行数据交互,如图2所示。换流器控制系统送给换流站有功功率控制系统的模拟量信号为换流器有功功率参考值和有功功率限制值,状态量信号为换流器解锁状态、故障闭锁状态和有功功率/直流电压控制模式;换流器控制系统接收换流站有功功率控制系统的模拟量信号为计算后换流器有功功率参考值,状态量信号为换换流站有功功率控制系统动作信号。

换流站a正负极换流器的有功功率参考值和限制值分别为pref_a+,pref_a-,plim_a+,plim_a-;换流站b正负极换流器的有功功率参考值和限制值分别为pref_b+,pref_b-,plim_b+,plim_b-;换流站c正负极换流器的有功功率参考值和限制值分别为pref_c+,pref_c-,plim_c+,plim_c-;由于换流站d正负极换流器控制系统为直流电压控制模式(默认直流电压参考值为1.0pu)控制柔性直流电网直流电压稳定,具备有功功率自平衡功能,有功功率参考值即实时测量值,换流站d正负极的有功功率参考值和限制值分别为pmea_d+,pmea_d-,plim_d+,plim_d-。

2、换流站有功功率协调控制系统将步骤1中计算出来的各换流站正负极换流器控制系统所分配的有功功率参考值和换流站有功功率协调控制系统动作信号,同时下发给各换流站正负极换流器控制系统。

3、各换流站正负极换流器控制系统接收到换流站有功功率协调控制系统送过来的有功功率参考值,并依据换流站有功功率协调控制系统动作信号来改变换流器控制系统有功功率参考值。

4、各换流站正负极换流器控制系统在新的功率平衡下稳定运行,待故障退出换流器控制系统故障处理完毕之后,再次投入运行,由调度重新下发各换流站正负极有功功率参考值。

其中,步骤1中换流器故障分为有功功率送端换流站的换流器故障、有功功率受端换流站的换流器故障和直流电压控制的换流站的换流器故障三种。

第一种以有功功率送端换流站b正极换流器故障退出为例,计算各换流器有功功率参考值,计算换流站b负极换流器能够接收正极换流器转移的有功功率的第一最大值ptra_b-,即换流站b负极能够接受正极转移的有功功率能力为ptra_b-=plim_b--pref_b-,换流站c正负极有功功率参考值维持不变,换流站a负极能够接受正极转移的有功功率能力为ptra_a-=plim_a--pref_a-,换流站d正负极有功功率自平衡。计算流程图如图3所示:

计算换流站b负极换流器能够接收换流站b正极换流器转移的有功功率的第一最大值ptra_b-,若pref_b+≥ptra_b-,则换流站b负极换流器接受正极换流器有功功率偏移量ptra_b-,将换流站b负极换流器的有功功率参考值修改为plim_b-;若pref_b+<ptra_b-,则换流站b负极换流器接收正极换流器有功功率偏移量pref_b+,将换流站b负极换流器的有功功率参考值修改为pref_b-+pref_b+;

计算与换流站b对应的受端换流站a的负极换流器接收正极换流器转移的有功功率的第二最大值ptra_a-,若ptra_a->ptra_b-,则将换流站a的负极换流器有功功率参考值修改为pref_a-+ptra_b-,并将换流站a的正极换流器有功功率参考值修改为pref_a+-ptra_b-;若ptra_b-≥ptra_a-,则将换流站a的负极换流器有功功率参考值修改为plim_a-,并将受端换流站a的正极换流器有功功率参考值修改为pref_a+-ptra_a-;

若pref_b+<ptra_a-,则将受端换流站a的负极换流器有功功率参考值修改为pref_a-+pref_b+,并将受端换流站a的正极换流器的有功功率参考值修改为pref_a+-pref_b+;若pref_b+≥ptra_a-,则将换流站a的负极换流器有功功率参考值修改为plim_a-,并将受端换流站a的正极换流器有功功率参考值修改为pref_a+-ptra_a-;

送端换流站c的有功功率保持不变,受端换流站中处于直流电压控制模式的换流站d的有功功率自平衡。

第二种以有功功率受端端换流站a正极换流器故障退出为例,计算各换流器有功功率参考值,换流站a负极能够接受正极转移的有功功率能力为ptra_a-=plim_a--pref_a-,换流站b负极能够接受正极转移的有功功率能力为ptra_b-=plim_b--pref_b-,换流站c负极能够接受正极转移的有功功率能力为ptra_c-=plim_c--pref_c-,换流站d正负极换流器有功功率自平衡。计算流程图如图4所示:

计算换流站a负极换流器能够接收正极换流器转移的有功功率的第二最大值ptra_a-,若pref_a+≥ptra_a-,则换流站a负极换流器接收正极换流器有功功率偏移量ptra_a-,将换流站a负极换流器的有功功率参考值修改为plim_a-;若pref_a+<ptra_a-,则换流站a负极换流器接收正极换流器有功功率偏移量pref_a+,将负极换流器的有功功率参考值修改为pref_a-+pref_a+;

计算与换流站a对应的送端换流站b的负极换流器接收正极换流器转移的有功功率的第一最大值ptra_b-,若ptra_a-≥ptra_b-,则将换流站b负极换流器有功功率参考值修改为plim_b-,换流站b正极换流器有功功率参考值修改为pref_b+-ptra_b-;若ptra_a-<ptra_b-,则将换流站b负极换流器有功功率参考值修改为pref_b-+ptra_a-,将换流站b正极换流器有功功率参考值修改为pref_b+-ptra_a-;

计算有功功率送端换流站c的负极换流器接收正极换流器转移的有功功率的第三最大值ptra_c-,若ptra_a--ptra_b-≥ptra_c-,则将换流站c负极换流器有功功率参考值修改为plim_c-,将换流站c正极换流器有功功率参考值修改为pref_c+-ptra_c-,若ptra_a--ptra_b-<ptra_c-,则将换流站c负极换流器有功功率参考值修改为pref_c-+(ptra_a--ptra_b-),将换流站c正极换流器有功功率参考值修改为pref_c+-(ptra_a--ptra_b-);

若pref_a+≥ptra_b-,则将换流站b负极换流器有功功率参考值修改为plim_b-,将换流站b正极换流器有功功率参考值修改为pref_b+-ptra_b-;若pref_a+<ptra_b-,则将换流站b负极换流器有功功率参考值修改为pref_b-+ptra_a-,将换流站b正极换流器有功功率参考值修改为pref_b+-ptra_a-;

若pref_a+-ptra_b-≥ptra_c-,则将换流站c负极换流器有功功率参考值修改为plim_c-,将换流站c正极换流器有功功率参考值修改为pref_c+-ptra_c-,若pref_a+-ptra_b-<ptra_c-,则将换流站c负极换流器有功功率参考值修改为pref_c-+(ptra_a--ptra_b-),将换流站c正极换流器有功功率参考值修改为pref_c+-(ptra_a--ptra_b-);

受端换流站中处于直流电压控制模式的换流站d的有功功率自平衡。

第三种以直流电压受端换流站d正极换流器故障退出为例,计算各换流器有功功率参考值,换流站a正极由有功功率控制模式切换为直流电压控制模式来稳定正极系统直流电压,换流站a负极能够接受正极转移的有功功率能力为ptra_a-=plim_a--pref_a-,换流站b负极能够接受正极转移的有功功率能力为ptra_b-=plim_b--pref_b-,换流站c负极能够接受正极转移的有功功率能力为ptra_c-=plim_c--pref_c-,换流站d负极换流器有功功率自平衡。计算流程图如图5所示:

计算与换流站d对应的有功功率送端换流站c对应的负极换流器接收正极换流器转移的有功功率第三最大值ptra_c-,若pmea_d+≥ptra_c-,则换流站c负极换流器接收正极换流器有功功率偏移量ptra_c-,将换流站c负极换流器有功功率参考值修改为plim_c-,将换流站c正极换流器有功功率参考值修改为pref_c+-ptra_c-,若pmea_d+<ptra_c-,则换流站c负极换流器接收正极换流器有功功率偏移量pmea_d+,将换流站c负极换流器有功功率参考值修改为pref_c-+pmea_d+,将换流站c正极换流器有功功率参考值修改为pref_c+-pmea_d+;

计算有功功率送端换流站b负极换流器能够接收正极换流器转移的有功功率的第一最大值ptra_b-,若pmea_d+-ptra_c-≥ptra_b-,则将换流站b负极换流器的有功功率参考值修改为plim_b-,将换流站b正极换流器的有功功率参考值修改为pref_b+-ptra_b-;若pmea_d+-ptra_c-<ptra_b-,则将换流站b负极换流器的有功功率参考值修改为pref_b-+(pmea_d+-ptra_c-),将换流站b正极换流器的有功功率参考值修改为pref_b+-(pmea_d+-ptra_c-);若ptra_c-≥ptra_a-,则将换流站a负极换流器有功功率参考值修改为plim_a-,换流站a正极换流器有功功率自平衡,若ptra_c-<ptra_a-,则将换流站a负极换流器有功功率参考值修改为plim_a-+ptra_c-,换流站a正极换流器有功功率自平衡;若pmea_d+≥ptra_a-,则将换流站a负极换流器有功功率参考值修改为plim_a-,换流站a正极换流器有功功率自平衡,否则将换流站a负极换流器有功功率参考值修改为pref_a-+pmea_d,换流站a正极换流器有功功率自平衡;换流站d负极换流器有功功率自平衡。

上述实施例以正极换流器故障为例来说明,当受端换流站或送端换流站的负极换流器故障退出运行时,其控制方法与正极换流器故障时的有功功率控制方法的原理一样,由于上述实施例中已经做出了详细的说明,因此,在这里不再赘述负极换流器故障时的有功功率控制方法。

以上给出了具体的实施方式,但本发明不局限于以上所描述的实施方式。本发明的基本思路在于上述基本方案,对本领域普通技术人员而言,根据本发明的教导,设计出各种变形的模型、公式、参数并不需要花费创造性劳动。在不脱离本发明的原理和精神的情况下对实施方式进行的变化、修改、替换和变形仍落入本发明的保护范围内。

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