CN112653176B - 一种用于多端柔性直流***的变工作点下垂控制方法 - Google Patents

一种用于多端柔性直流***的变工作点下垂控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种用于多端柔性直流***的变工作点下垂控制方法，其特征在于，利用换流站本地测量信息以及预先设定的目标参数，包括实际测量直流电压、实际测量交换有功功率、直流电压指令值、初始有功功率指令值，确定变工作点下垂控制的调节系数，利用换流站有功功率目标工作点计算表达式，实时计算出换流站的有功功率目标工作点，持续调整换流站控制器的有功功率指令值。

Description

一种用于多端柔性直流***的变工作点下垂控制方法
技术领域
本发明属于柔性直流输电***领域，涉及一种适用于多端柔性直流***的变工作点下垂控制方法。
背景技术
高压直流输电(high-voltage direct current,HVDC)相较于高压交流输电具有许多优势，包括1)在远距离输电上具有更低的单位长度造价，2)稳态时无线路感抗、容抗的影响，3)不存在交流***同步问题、可用于异步电网互联，4)电能损耗更小、电能质量更高、线路占地面积更少，5)功率控制更加快速、灵活、便捷。因此，高压直流输电技术成为了国内外广泛关注的焦点。由于我国幅员辽阔、能源资源与负荷中心分布极为不均，得益于高压直流输电在远距离输电上等多方面的优势，高压直流输电技术得到了快速的发展。但与此同时，基于晶闸管的电网换相换流器高压直流输电也存在着一些问题，尤其以无功功率消耗过大，与弱交流***连接下易换相失败问题最为突出。
近几年，以IGBT为代表的全控型器件得到了快速发展，并带动了无功补偿装置和高压直流输电技术的快速进步，极大推动了电力***的电力电子化进程。基于电压源型换流器(voltage source converter,VSC)的高压直流输电又称柔性直流输电(VSC-HVDC)，它具有独立快速控制有功功率和无功功率的能力，并且不存在无功补偿和换相失败的问题，且可以向无源网络提供电能。随着可再生能源在一次能源中的比重逐渐增加，可再生能源具有的波动性与间歇性将不可忽视，得益于柔性直流输电的灵活可控，其也将成为大规模可再生能源接入交流电网的关键技术之一。多端柔性直流输电(multi-terminal HVDC,MTDC)***由多个VSC换流站及直流输电网组成，由于其具有极佳的灵活性、经济性与可靠性，也在海上风电并网、孤岛供电等领域有着广泛的应用。在柔性直流输电***中，模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)具有模块化、损耗小、输出电能质量高的特点而被广泛使用。目前，我国的VSC-MTDC技术发展迅速，在建或已投入的项目包含南汇柔性直流输电工程、舟山五端柔性直流输电工程、张北柔性直流电网试验示范工程等。
在交流***中，频率反映了有功功率的平衡情况，当功率的发出大于消耗时，电网频率上升，当功率发出小于消耗时，电网频率下降。相应的，在直流***中，直流电压反映了功率的平衡情况，当功率的发出大于消耗时，直流电压升高，当功率的发出小于消耗时，直流电压下降。因此，***对直流电压的控制能力是评价直流***性能的关键因素之一，能否有效控制直流电压水平在合理范围内，关系到直流***能否正常运行。不同的***控制方法对于维持***直流电压稳定有着关键作用，目前VSC-MTDC中常用的直流电压协调控制方法有三种，分别为1)主从控制，2)直流电压偏差控制，3)直流电压下垂控制(voltage droopcontrolmethod,VDM)。
在这三种控制方法中，主从控制拥有较好的电压控制精度，但其依赖于高速可靠的通讯***，当通讯***遭到破坏时，一旦用于控制直流电网电压的主控制站发生故障，则直流网络的电压将会崩溃。相较于主从控制这类集中式控制策略，直流电压偏差控制和直流电压下垂控制这类分布式控制策略，不依赖于通讯***，具有较高的可靠性，抗干扰能力强，通常能只利用本地信息，如本换流站直流电压和传输功率等进行电压的调节与控制。其中，电压偏差控制具有主从控制的优势，但是需要在多个后备主站之间引入优先级，当设定电压偏差过高会造成直流电压与额定值之间的偏差较大，而当设定电压偏差过小时，又容易引发多换流站之间的震荡。直流电压下垂控制属于多点控制，***中的多个换流站共同承担直流网络中的不平衡功率，可靠性高，扩展方便，适用于未来直流电网的发展要求。
常规电压下垂控制具有固定的电压、功率指令值和固定的下垂系数。由于电压下垂控制不能精确的控制每个换流站的有功功率与直流电压，并且下垂系数对整个***具有较大的影响，即使参数设置合理，当***发生较大扰动时，仍然会出现直流电压触及直流电压限值，换流站功率分配不合理的情况。因此，目前通常是通过研究改变下垂系数的方式来解决这一问题，也有一些通过改进下垂曲线来优化***的直流电压表现。直流电压下垂控制特性的改善，除改变下垂系数之外，也可以通过改变电压或功率目标工作点来实现。综上，本发明所涉及的一种实时改变电压下垂控制有功功率目标工作点的方法，即变工作点下垂控制，可有效将多端柔性直流输电***中的直流电压维持在规定的范围内。
发明内容
本发明的目的是改善常规固定下垂系数下垂控制，在不同程度、不同扰动下易出现直流电压超过限制的缺陷。直流电压是评价多端柔性直流输电***的重要指标，关系到***的稳定运行，因此维持直流电压的稳定具有重要意义。本发明涉及一种改变电压下垂控制中有功功率目标工作点的方法，即变工作点下垂控制，能实现多端柔性直流***中直流电压的稳定控制，并维持其处于规定限值范围之内。为达到上述目的，本发明的技术方案如下：
一种用于多端柔性直流输电***的变工作点下垂控制方法，其特征在于，利用换流站本地测量信息以及预先设定的目标参数，包括实际测量直流电压、实际测量交换有功功率、直流电压指令值、初始有功功率指令值，结合本发明所提出的调节系数，并利用换流站有功功率目标工作点计算表达式，实时计算出换流站的有功功率目标工作点，持续调整换流站控制器的有功功率指令值。
一种用于多端柔性直流***的变工作点下垂控制方法，其特征在于，利用换流站本地测量信息以及预先设定的目标参数，包括实际测量直流电压、实际测量交换有功功率、直流电压指令值、初始有功功率指令值，确定变工作点下垂控制的调节系数，利用换流站有功功率目标工作点计算表达式，实时计算出换流站的有功功率目标工作点，持续调整换流站控制器的有功功率指令值。该方法包括以下步骤：
1)确定各个换流站的直流电压指令
Figure BDA0002865369860000021
同时测量换流站的本地运行直流电压Vdci，计算当前的直流电压偏差δi；
Figure BDA0002865369860000022
2)利用各个换流站最大容量Si与直流网络额定直流电压Vdcn，结合相应换流站的下垂系数ρdci计算系数βi；
Figure BDA0002865369860000023
3)确定各个换流站的初始设定有功功率指令P0i，测量换流站当前的交换有功功率Pi，给定多端柔性直流***的直流电压偏差限值δlim；
4)计算变工作点下垂控制的调节系数αi，该系数决定了换流站在不平衡功率分配中的参与程度，并影响换流站的控制效果：
Figure BDA0002865369860000031
5)计算各个换流站的有功功率目标工作点，即换流站控制器的有功功率指令值：
Figure BDA0002865369860000032
6)调整换流站控制器的有功功率指令值，换流站的直流电压与交换有功功率满足如下方程：
Pi-Prefi+βi·δi＝0。
所述方法可适用于多端柔性直流输电***和直流电网中的柔性直流换流站。
所述换流站的直流电压指令值，通常选取为网络额定直流电压值，也可设置为潮流计算中得到的、或满足其它运行目标的参考值。
所述直流电压限值范围通常为5％～10％。
所述有功功率目标工作点计算表达式中的第二项分母，即αi/|δi|+|P0i|，应设定一个大于1的最小取值限制，以防止出现因电压偏差过大导致调节过度造成***失稳。
所述调节系数的取值范围，可在如下情况适当扩大：多端柔性直流***具备充足的备用容量，且需要满足一些换流站的特殊运行要求。
本发明的技术特点是：本发明从常规电压下垂控制的工作原理出发，提出了一种通过实时调整有功功率目标工作点，减小直流电压偏差的控制方法，即变工作点下垂控制。该方法通过实时测量直流电压、换流站交换功率等本地运行信息，结合预先设定的下垂系数、调节系数、初始设定有功功率等参数，实时计算出有功功率目标工作点，持续调整换流站控制器的有功功率指令。本发明提出了调节系数并给定了其取值范围，调节系数的大小对换流站参与不平衡功率调节的程度有着重要影响，通常其值越大，换流站的参与程度越低，其值越小，换流站的参与程度越高。基于此，不同换流站允许根据各自实际情况，单独进行调节系数的给定，在提高灵活性的同时，适当改善不平衡功率在直流电网中的分配情况。此外，根据目标工作点计算表达式，本发明还具有使电气距离相近、调节系数相似的换流站，依据其初始有功功率设定的不同，而承担差异化不平衡功率的特性。本发明利用本地信息，通过动态调整换流站控制器有功功率指令值，保障***在各种扰动下直流电压的合理分布，具有灵活可控，抗干扰能力强，不依赖于通讯等特点。
本发明的有益效果是：本发明属于电压下垂控制方法中，改变有功功率目标工作点的控制方法，其动态响应速度快，运行可靠性高，且不需要通讯，适应多端柔性直流输电***的发展要求。当***中出现小扰动时，各换流站的有功功率指令值基本保持稳定，一旦电压偏差快速增加，其有功功率目标工作点将立刻进行调整，以维持直流电压稳定。同时，本发明提出了调节系数这一参数，用于控制换流站参与分担不平衡功率的程度，改善不平衡功率的分配情况。本发明解决了在多端直流输电***中，***在不同类型、不同程度扰动下，容易出现无法维持直流电压在合理范围内的缺陷。
附图说明
图1为本发明提出的变工作点下垂控制的控制器框图
图2为四端柔性直流输电***示意图
图3为固定下垂系数下垂控制的P-V曲线，本发明所提出的变工作点下垂控制在给定初始条件下的P-V曲线，与调节系数对变工作点下垂控制的影响效果。
图4为四端柔性直流输电***中，具有固定下垂系数下垂控制与具有变工作点下垂控制的换流站，在相同扰动下的直流电压仿真结果。
图5为四端柔性直流输电***中，具有固定下垂系数下垂控制与具有变工作点下垂控制的换流站，在相同扰动下的交换有功功率仿真结果。
具体实施方式
以下将结合附图及具体实施，对本发明提出的一种适用于多端柔性直流***的变工作点下垂控制方法进行详细说明。
在PSCAD/EMTDC中搭建一个±200kV的四端柔性直流输电***模型，如图2所示。由于该方法可适用于多端柔性直流输电***和直流电网中的柔性直流换流站，因此可在本例中采用。其中VSC1、VSC2与VSC3分别连接到不同的负荷中心，VSC4则连接到风电场。在这些换流站中，VSC4采用VF控制，即控制换流站公共连接点处的电压幅值与***频率，其它三个换流站采用电压下垂控制与定无功功率控制，且所有换流站的无功功率指令值均设置为0。VSC1至VSC4的额定容量分别为300MVA、200MVA、300MVA与600MVA，下垂系数均设置为0.1。其次，VSC1、VSC2与VSC3的初始设定有功功率分别为-90MW、-60MW与-90MW，VSC4的有功功率指令值为240MW。其中，负号表示换流站运行在逆变模式，正号表示换流站运行在整流模式。各个换流站的直流电压指令值通常取额定直流电压Vdcn，也可取潮流计算中得到的、或满足其它运行目标的参考值。在本例中，确定各换流站的直流电压指令等于网络额定直流电压。直流电压偏差限值δi的取值范围通常为5％～10％，在本例中设定该***的直流电压偏差限值δlim＝5％。
利用换流站本地测量信息以及预先设定的目标参数，包括实际测量直流电压、实际测量交换有功功率、直流电压指令值、初始有功功率指令值，结合本发明所提出的调节系数，并利用换流站有功功率目标工作点计算表达式，实时计算出换流站的有功功率目标工作点，持续调整换流站控制器的有功功率指令值。
根据以上信息，并在以各自换流站额定容量与额定直流电压为基值的标幺下，有：
1)各个换流站的直流电压指令
Figure BDA0002865369860000041
同时测量换流站的本地运行直流电压Vdci，利用下式计算当前的直流电压偏差δi；
δi＝Vdci-1i＝1,2,3
2)利用各换流站最大容量Si与直流网络额定直流电压Vdcn，结合相应换流站的下垂系数ρdci计算系数
βi，由于S1＝S2＝S3＝1，ρdc1＝ρdc2＝ρdc3＝0.1，Vdcn＝1，故：
Figure BDA0002865369860000042
3)各个换流站的初始设定有功功率指令为P01＝-0.3，P02＝-0.3，P03＝-0.3，多端柔性直流***的直流电压偏差限值δlim＝5％，各换流站功率Pi通过实时测量得到；
4)a)考虑到换流站功率调节的实际范围有限，同时为避免因调节过度带来的不稳定因素，结合变工作点下垂控制有功功率目标工作点计算公式，以及在运行范围内，换流站交换功率关于直流电压偏差的导数具有单调性这一条件(功率和电流的正方向为交流***流向直流***时，导数恒定为负)，有：
Figure BDA0002865369860000051
且
Figure BDA0002865369860000052
计算后得到：
δlim(1-|P0i|)<αi
b)考虑到具有变工作点下垂控制的换流站应充分参与不平衡功率的分配，因此，为提高***维持直流电压的能力，处于直流电压偏差限值的换流站，则需要以最大功率运行。即若δi＝δlim，则Pi＝-Pmax，若δi＝-δlim，则Pi＝Pmax，有：
Figure BDA0002865369860000053
结合P01＝P02＝P03，S1＝S2＝S3＝1，利用
Figure BDA0002865369860000054
得到：
0.035<αi<0.06625i＝1,2,3
c)此外，虽然从数学推到上并不会出现电压超过限值的问题，但在实际***中，因为故障、满载等原因导致电压过限的可能性并不能完全消除。即为避免因电压偏差超过限值导致αi/|δi|+|P0i|<1的出现，所述有功功率目标工作点计算表达式中的第二项分母，应设定一个大于1的最小取值限制，防止出现调节过度造成***失稳。
5)计算各个换流站控制器的有功功率指令值，有
Figure BDA0002865369860000055
即：
Figure BDA0002865369860000056
6)调整换流站控制器的有功功率指令值，在本发明所提出的控制方法下，换流站的直流电压与交换有功功率满足如下方程：
Pi-Prefi+βi·δi＝0i＝1,2,3
即：
Figure BDA0002865369860000061
在VSC1至VSC3的调节系数取值范围均为0.035<α<0.06625的条件下，绘制变工作点下垂控制调节系数取边界值时的两条P-V曲线，同时与固定下垂系数下垂控制P-V曲线进行对比，如图3左图所示。调节系数在这一范围内的变化，对该控制方法产生的影响效果如图3右图所示。通过图3观察到，调节系数决定了换流站分担不平衡功率的程度：随着调节系数逐渐减小，有功功率随直流电压偏差的变化程度逐渐加剧，即调节系数越小，换流站在不平衡功率分担任务中的参与程度越强，而且直流电压偏差越大时，相应的等效下垂系数越小。由于VSC2换流站的额定容量较低，因此VSC2换流站的调节系数可以选取的更大，相反，VSC1和VSC3需选一个相对较小的调节系数，以便于不平衡功率的合理分配。此外，若多端柔性直流***中的备用容量充足，则对于某些特殊换流站，可适当扩大调节系数的取值范围。综上，选取α1＝α3＝0.04，以及α2＝0.06。
设计该***中的扰动类型与顺序如下：
1)当t＝2.0s时，VSC4的有功功率指令值从240MW突变为500MW。
2)当t＝2.5s时，VSC3和VSC4之间的线路C34突然断开，如图2中的F1。
3)当t＝3.0s时，VSC3立刻退出运行，断开馈线，如图2中的F2。
无论***处于稳态还是受到扰动，测量装置总是不间断地测量换流站节点处的直流电压，同时结合各换流站设置的调节系数，利用步骤1)中
δi＝Vdci-1i＝1,2,3
步骤5)中
Figure BDA0002865369860000062
实时计算出各个换流站的有功功率目标工作点，同时将该值赋予到换流站控制器的有功功率指令上，实现换流站工作点的动态调整，使得各个换流站的直流电压与交换有功功率满足规定的平衡方程，即如步骤6)中所示。
同一扰动下两种控制方法的直流电压仿真结果如图4，Vdci-Fixed代表第i个换流站在固定下垂系数下垂控制下的直流电压，Vdci-Adaptive代表第i个换流站在变工作点下垂控制下的直流电压。同一扰动下两种控制方法的交换功率仿真结果如图5，Pi-Fixed代表第i个换流站在固定下垂系数下垂控制下的交换功率，Pi-Adaptive代表第i个换流站在变工作点下垂控制下的交换功率。在扰动发生前，采用固定下垂系数下垂控制与变工作点下垂控制都表现出了相似的性能，它们的交换有功功率和换流站节点电压几乎相同。
当VSC4的有功功率指令值发生突变后，注入到VSC-MTDC***中的功率快速增大260MW，致使直流电压迅速上升。从图中观察到，在固定下垂系数下垂控制下的直流电压偏差显著，最大值达12.8kV，而在变工作点下垂控制下，直流电压在经过短暂的轻微超调后，立刻降至一个较低的偏差水平，而这一轻微的超调量也不超过9.2kV的电压偏差。这一较低的直流电压偏差，得益于换流站的快速反应，使得不平衡功率能迅速得到补偿。此外，在变工作点下垂控制下，调节系数较大的VSC2承担了更少的不平衡功率，而调节系数较小，且同VSC4的电气距离与VSC2相等的VSC3，承担了更多的不平衡功率。
当t＝2.5s，VSC3与VSC4的线路断开后，无论是换流器交换功率还是其节点电压，均出现了一个大约0.2s的振荡过程。此时，采用变工作点下垂控制的直流电压偏差仍然较小，两种方法在同一节点处的直流电压差值已超过4kV。
在第三次故障发生后，VSC3的交换功率降至0，使得VSC-MTDC***中的电能消耗量快速减小177MW，由于***中的电能供给无法以与之匹配，进一步导致了直流电压的快速上升。VSC1与VSC2的交换功率在两种控制方法下的表现十分相近。然而，固定下垂系数下垂控制下的直流电压远远超过了直流电压限值，其最大值达到了431kV，最小值也不低于424kV。由于换流站功率响应的快速性，变工作点下垂控制则成功地将直流电压控制在了420kV限值之下。在整个运行过程中，变工作点下垂控制实时调整换流站的有功功率指令值，使得其直流电压始终低于420kV这一限值，也低于采用固定下垂系数下垂控制时的电压。
综上所述，这一仿真结果充分说明了变工作点下垂控制的正确性与有效性。相较于固定下垂系数下垂控制，本发明所提出的控制方法能快速的消除不平衡功率，同时将直流电压偏差控制在一个小于限定值的范围内。本发明基于本地测量信息，实现了换流站目标工作点的调整，通过实时改变外环控制的功率指令，实现了直流电压的稳定控制。该发明还涉及到一项关键参数，即调节系数，它的大小决定了换流站控制效果的强弱。综上，本发明的技术特点可概括为：1)基于本地测量参数，通过实时调节换流站的目标工作点，解决了大扰动下定下垂系数电压下垂控制出现的直流电压越限问题；2)借助调节系数的引入，提高了换流站合理配置不平衡功率的能力。

Claims (4)

1.一种用于多端柔性直流***的变工作点下垂控制方法，其特征在于，利用换流站本地测量信息以及预先设定的目标参数，包括实际测量直流电压、实际测量交换有功功率、直流电压指令值、初始有功功率指令值，确定变工作点下垂控制的调节系数，利用换流站有功功率目标工作点计算表达式，实时计算出换流站的有功功率目标工作点，持续调整换流站控制器的有功功率指令值； 该方法包括以下步骤：
1)确定各个换流站的直流电压指令
Figure FDA0002865369850000011
同时测量换流站的本地运行直流电压Vdci，计算当前的直流电压偏差δi；
Figure FDA0002865369850000012
2)利用各个换流站最大容量Si与直流网络额定直流电压Vdcn，结合相应换流站的下垂系数ρdci计算系数βi；
Figure FDA0002865369850000013
3)确定各个换流站的初始设定有功功率指令P0i，测量换流站当前的交换有功功率Pi，给定多端柔性直流***的直流电压偏差限值δlim；
4)计算变工作点下垂控制的调节系数αi，该系数决定了换流站在不平衡功率分配中的参与程度，并影响换流站的控制效果：
Figure FDA0002865369850000014
5)计算各个换流站的有功功率目标工作点，即换流站控制器的有功功率指令值：
Figure FDA0002865369850000015
6)调整换流站控制器的有功功率指令值，换流站的直流电压与交换有功功率满足如下方程：
Pi-Prefi+βi·δi＝0。
2.根据权利要求1所述的一种用于多端柔性直流***的变工作点下垂控制方法，其特征在于，所述步骤1)中，各个换流站的直流电压指令值取额定直流电压Vdcn，或取潮流计算中得到的、或满足其它运行目标的参考值。
3.根据权利要求1所述的用于多端柔性直流***的变工作点下垂控制方法，其特征在于，所述步骤3)中，直流电压偏差限值δi的取值范围为5％～10％。
4.根据权利要求1所述的一种用于多端柔性直流***的变工作点下垂控制方法，其特征在于，所述步骤5)中，换流站有功功率目标工作点计算公式中，
Figure FDA0002865369850000016
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CN113381431B (zh) * 2021-05-26 2022-10-14 中铁十六局集团电气化工程有限公司 一种应用于多端柔性直流输电***的自适应下垂控制策略
CN116979540B (zh) * 2023-09-25 2024-02-27 南方电网数字电网研究院有限公司 基于图技术的换流站潮流估计方法、装置、设备和介质

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109193730A (zh) * 2018-04-02 2019-01-11 四川大学 一种根据vsc-mtdc实际运行点动态修正的下垂控制方法
CN110165695A (zh) * 2019-05-17 2019-08-23 中国电力科学研究院有限公司 一种用于分层控制多端直流输电***的方法及***
CN110957734A (zh) * 2019-12-18 2020-04-03 国网江苏省电力有限公司宿迁供电分公司 一种适用于多端柔性直流输配电***的电压下垂控制方法
CN111181189A (zh) * 2020-01-07 2020-05-19 中国电力科学研究院有限公司 一种用于多端直流输电***的非线性下垂控制方法及***

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109193730A (zh) * 2018-04-02 2019-01-11 四川大学 一种根据vsc-mtdc实际运行点动态修正的下垂控制方法
CN110165695A (zh) * 2019-05-17 2019-08-23 中国电力科学研究院有限公司 一种用于分层控制多端直流输电***的方法及***
CN110957734A (zh) * 2019-12-18 2020-04-03 国网江苏省电力有限公司宿迁供电分公司 一种适用于多端柔性直流输配电***的电压下垂控制方法
CN111181189A (zh) * 2020-01-07 2020-05-19 中国电力科学研究院有限公司 一种用于多端直流输电***的非线性下垂控制方法及***

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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Adaptive Voltage Droop Method of Multiterminal VSC-HVDC Systems for DC Voltage Deviation and Power Sharing;Yizhen Wang等;《IEEE TRANSACTIONS ON POWER DELIVERY》;20190228;第34卷(第1期);169-176 *
基于自适应下垂调节的VSC-MTDC功率协调控制;刘瑜超等;《中国电机工程学报》;第36卷(第01期);40-48 *

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