多端柔性直流输电系统的直流电压斜率控制方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电气领域，特别涉及一种多端柔性直流输电系统的直流电压斜率控制 方法及系统。
【背景技术】
[0002] 多端直流输电系统能够实现多电源供电、多落点受电、孤岛供电以及实现分布式 能源和风电并网。多端直流电网包含若干直流端，对直流输电系统来说，直流电压必须保 持在一个限定的范围内以保证电源和负载的正常运行，否则会造成整个直流输电系统的崩 溃。此外当某一个换流器因故障退出运行时，其余换流器能抵御一定的扰动，之后过渡到一 个新的稳定运行点，所以如何控制各换流器以保证直流输电系统稳定运行并且完成供电功 能是直流电网建设的重要研究课题。
[0003] 当多端直流输电系统不稳定时，多端直流系统的直流电压不再稳定，此时，需要对 换流器的直流功率进行调整，控制直流电压稳定。传统的直流电压控制根据直流电压斜率 调整换流器的直流功率，以满足直流输电系统对直流功率的需求，实现直流输电系统稳定 运行，使直流电压保持在一个限定范围内运行。
[0004] 换流器可以根据其所测得的直流电压的数值时刻调整其直流功率的设定值，通过 让不同的换流器选择不同的直流电压斜率来实现不同运行情况下各个功率的快速平衡和 匹配，例如，当直流输电系统不稳定，直流电压下降时，根据直流电压斜率增加换流器的直 流功率输入，直到直流输电系统稳定运行，实现系统内的功率平衡，不同的直流电压斜率， 直流功率增加的直流功率不同。但是传统的直流电压控制会导致直流母线存在静态电压偏 差，即直流输电系统再次达到稳定时的直流电压和出现故障前直流输电系统的直流电压会 产生偏差，不能实现电压的恒定控制。
【发明内容】
[0005] 基于此，有必要针对利用现有方法不能实现电压恒定控制的问题，提供一种能实 现功率平衡且电压恒定控制的多端柔性直流输电系统的直流电压斜率控制方法及系统。
[0006] -种多端柔性直流输电系统的直流电压斜率控制方法，所述多端柔性直流输电系 统包括至少两个换流器，至少一个换流器作为送端，至少一个换流器作为受端，送端换流器 与受端换流器通过直流输电线路连接，包括以下步骤：
[0007] 当所述多端柔性直流输电系统运行不稳定时，获取所述送端换流器的直流电压值 以及直流功率；
[0008] 根据所述送端换流器的直流电压值与预设的稳定电压参考值之间的误差，通过PI 控制算法调节直流电压斜率；
[0009] 根据所述直流电压斜率、预设的直流电压控制输入值、所述送端换流器的直流电 压值、预设的直流功率控制输入值以及所述送端换流器的直流功率，计算误差量；
[0010] 根据所述误差量，通过PI控制算法计算控制量；
[0011] 根据所述控制量，计算所述送端换流器的调节直流功率；
[0012] 当所述调节直流功率在所述送端换流器预设的直流功率范围时，获取通过所述调 节直流功率调节后的所述送端换流器的调节直流电压值；
[0013] 判断所述送端换流器的所述调节直流电压值与所述预设的稳定电压参考值是否 相等；
[0014] 若相等，则停止对所述直流电压斜率的调节；
[0015] 若不相等，则返回所述根据所述送端换流器的直流电压值与预设的稳定电压参考 值之间的误差，通过PI控制算法调节直流电压斜率的步骤。
[0016] 本发明还提供一种多端柔性直流输电系统的直流电压斜率控制系统，所述多端柔 性直流输电系统包括至少两个换流器，至少一个换流器作为送端，至少一个换流器作为受 端，送端换流器与受端换流器通过直流输电线路连接，包括：
[0017] 第一获取模块，用于当所述多端柔性直流输电系统运行不稳定时，获取所述送端 换流器的直流电压值以及直流功率；
[0018] 第一调节模块，用于根据所述送端换流器的直流电压值与预设的稳定电压
[0019] 参考值之间的误差，通过PI控制算法调节直流电压斜率；
[0020] 计算模块，用于根据所述直流电压斜率、预设的直流电压控制输入值、所述送端换 流器的直流电压值、预设的直流功率控制输入值以及所述送端换流器的直流功率，计算误 差量；
[0021] 第二调节模块，用于根据所述误差量，通过PI控制算法计算控制量；
[0022] 第三调节模块，用于根据所述控制量，计算所述送端换流器的调节直流功率；
[0023] 第二获取模块，用于当所述调节直流功率在所述送端换流器预设的直流功率范围 时，获取通过所述调节直流功率调节后的所述送端换流器的调节直流电压值；
[0024] 判断模块，用于判断所述送端换流器的所述调节直流电压值与所述预设的
[0025] 稳定电压参考值是否相等；
[0026] 若相等，则所述第一调节模块停止对所述直流电压斜率的调节，若不相等，则返回 所述第一调节模块继续对所述直流电压斜率的调节。
[0027] 上述多端柔性直流输电系统的直流电压斜率控制方法及系统，根据换流器的直流 电压值与预设的稳定电压参考值之间的误差，通过PI控制算法调节直流电压斜率，根据直 流电压斜率、预设的直流电压控制输入值、直流电压值之间、预设的直流功率控制输入值以 及直流功率，计算误差量，根据误差量，通过PI控制算法计算控制量，根据控制量，调节送 端换流器的直流功率，从而实现对送端换流器的直流电压的调节，以减小送端换流器的直 流电压值与预设的稳定电压参考值之间的误差。在多端柔性直流输电系统的功率不平衡 时，通过对直流电压斜率在多端柔性直流输电系统发生扰动时能够随着多端柔性直流输电 系统的直流电压的偏差自适应地调节，不但能调节换流器的直流功率使多端柔性直流输电 系统内功率平衡，稳定运行，而且能跟踪多端柔性直流输电系统的直流电压，维持多端柔性 直流输电系统再次稳定时的直流电压不变，实现电压的恒定控制。
【附图说明】
[0028] 图1为多端柔性直流输电系统的结构示意图；
[0029] 图2为一种实施方式的多端柔性直流输电系统的直流电压斜率控制方法的流程 图；
[0030] 图3为另一种实施方式的多端柔性直流输电系统的直流电压斜率控制方法的子 流程图；
[0031] 图4为另一种实施方式的多端柔性直流输电系统的直流电压斜率控制方法的子 流程图；
[0032] 图5为直流电压斜率控制框图；
[0033] 图6为直流电压斜率曲线的示意图；
[0034] 图7为直流电压斜率曲线上的稳定运行点变化图；
[0035] 图8为直流功率仿真曲线图；
[0036] 图9为直流电压仿真曲线图；
[0037] 图10为直流电压斜率仿真曲线图；
[0038] 图11为传统直流电压斜率控制方法的直流电压仿真图；
[0039] 图12为一种实施方式的多端柔性直流输电系统的直流电压斜率控制系统的模块 图；
[0040] 图13为一种实施方式的多端柔性直流输电系统的直流电压斜率控制系统的子模 块图；
[0041] 图14为一种实施方式的多端柔性直流输电系统的直流电压斜率控制系统的子模 块图。
【具体实施方式】
[0042] 请参阅图1，多端柔性直流输电系统包括至少两个换流器，至少一个换流器作为送 端，至少一个换流器作为受端，送端换流器与受端换流器通过直流输电线路连接，各送端换 流器通过公共点将直流电输送至直流输电线路，通过直流输电线路将直流电输送至各受端 换流器。在本实施例中，多端柔性直流输电系统包括4个换流器，其中，2个换流器作为送 端换流器，其他2个换流器作为受端换流器。换流器可实现交流电变换为直流电或者将直 流电变换为交流电的转换，送端换流器从交流电网接收交流电，并将交流电转换为直流电， 2个送端换流器将直流电通过公共点传送至直流输电线路，通过直流输电线路将直流电输 送给受端换流器，相当于整流器的作用，受端换流器接收到直流电后将其转换为交流电，输 送给交流电网，相当于逆变器的作用，通过送端换流器与受端换流器之间的输电，实现两个 交流电网的输电。送端换流器和受端换流器可换用，即受端换流器需要将电输送给送端换 流器实现两个交流电网的输电过程与上述过程类似。
[0043] 请参阅图2,提供一种实施方式的多端柔性直流输电系统的直流电压斜率控制方 法，包括以下步骤：
[0044] SlOO :当多端柔性直流输电系统运行不稳定时，获取送端换流器的直流电压值以 及直流功率。
[0045] 多端柔性直流输电系统中的送端换流器或受端换流器出现故障，会导致多端柔性 直流输电系统出现故障或者发生扰动，使多端柔性直流输电系统中的输出功率和吸收功率 不平衡，从而使多端柔性直流输电系统运行不稳定，即多端柔性直流输电系统的直流电压 值不再运行在一个稳定值上，直流电压值会不断发生改变，直流电压值的不断改变对多端 柔性直流输电系统会造成一定的损害，甚至使多端柔性直流输电系统崩溃，从而需要通过 对送端换流器的直流电压斜率进行控制，使多端柔性直流输电系统中的输出功率和吸收功 率平衡，并控制多端柔性直流输电系统的直流电压值稳定运行在稳定点。
[0046] 多端柔性直流输电系统传输的直流电由各送端换流器通过公共点提供，公共点的 直流电压值即是多端柔性直流输电系统的直流电压值，公共点的直流电压值也表示各送端 换流器的直流电压值，即各送端换流器的直流电压值是相同的，均为公共点的直流电压值， 获取送端换流器的直流电压值也就是获取了公