一种适用于多端直流系统的改进下垂控制方法及系统与流程

本发明涉及电力电子及电力系统，尤其涉及一种适用于多端直流系统的改进下垂控制方法及系统。

背景技术：

1、随着可再生能源的广泛应用，配电网结构形态与运行特点正发生变化。多端直流输电技术，特别是基于电压源换流器的多端柔性直流技术，成为新型电网构建的关键。柔性直流输电技术具有提高电力系统稳定性、改善电能质量等优势，特别适用于可再生能源、分布式发电并网等场景。

2、柔性直流输电是基于全控型电力电子器件的新一代直流输电技术，是当今世界上电力电子技术应用的制高点。柔性直流输电技术在提高电力系统稳定性，增加系统无功储备，改善电能质量，解决非线性负荷、冲击性负荷对系统的影响等方面都具有较强的技术优势。然而，在多端口柔性互联系统中，多台换流器参与的多端口柔性互联系统中由于功率波动和直流母线电压波动，导致出现传统下垂控制中的下垂曲线变化的问题，判断在下垂曲线变化之后的新功率点是否可以进行直流电压调节，是调节电压的一个重要环节。传统的下垂控制也存在电压无法实现无差调节的问题。

技术实现思路

1、本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

2、鉴于上述现有存在的问题，提出了本发明。因此，本发明提供了一种适用于多端直流系统的改进下垂控制方法解决电压调节不灵活和系统变化影响下垂曲线的问题。

3、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

4、第一方面，本发明提供了一种适用于多端直流系统的改进下垂控制方法，包括：

5、获取多端直流系统换流站原始功率数据，将所述换流站原始功率数据进行预处理获取换流站功率数据集；

6、计算所述换流站功率数据集的平均值并进行微分获取微分结果，将所述微分结果与设定值进行比较，判断换流站功率是否进入稳态；

7、若换流站功率进入稳态则进行平移下垂曲线控制，若未进入稳态则进行异常处理。

8、作为本发明所述的适用于多端直流系统的改进下垂控制方法的一种优选方案，其中：获取多端直流系统换流站原始功率数据，将所述换流站原始功率数据进行预处理获取换流站功率数据集，包括，

9、基于多端直流系统换流站功率最大值与最小值，对多端直流系统换流站原始功率数据进行清洗和异常值处理。

10、作为本发明所述的适用于多端直流系统的改进下垂控制方法的一种优选方案，其中：计算所述换流站功率数据集的平均值并进行微分获取微分结果，包括，

11、基于直流母线电压运行上限和下限，使用移动平均器算法，选取一定时间序列内的换流站功率数据集进行平均运算，表示为：

12、

13、其中，为所设定函数f在时间t内经过计算得到的换流站功率数据集平均值，t为时间，f为所设定过滤函数在t时的取值，t为所设定时间窗口的长度，y为时间序列。

14、作为本发明所述的适用于多端直流系统的改进下垂控制方法的一种优选方案，其中：将所述微分结果与设定值进行比较，判断换流站功率是否进入稳态，包括，

15、将计算得到的换流站功率数据集平均值进行微分计算获取微分结果，将所述微分结果与设定值进行比较，表示为：

16、

17、其中，ε为设定值，为换流站功率数据集平均值微分结果，dt为时间微分结果。

18、作为本发明所述的适用于多端直流系统的改进下垂控制方法的一种优选方案，其中：若换流站功率进入稳态则进行平移下垂曲线控制，包括，

19、当微分结果小于设定值时，若直流母线电压过低或换流器功率过大，则将下垂曲线上移；

20、当微分结果小于设定值时，若直流母线电压过高或换流器功率过小，则将下垂曲线下移；

21、平移下垂曲线以调整直流母线电压和换流器功率后，重新计算判断流站功率是否进入稳态。

22、作为本发明所述的适用于多端直流系统的改进下垂控制方法的一种优选方案，其中：还包括，

23、通过修改下垂特性曲线，直流母线电压恢复到参考值表示为：

24、δui＝udcrefi-udci i＝1、2、3、…

25、其中，udcrefi为每个换流站输出直流电压的参考值，udci为每个换流站的下垂特性曲线设定的初始电压，δui则为每个换流站补偿电压偏差值。

26、作为本发明所述的适用于多端直流系统的改进下垂控制方法的一种优选方案，其中：若未进入稳态则进行异常处理，包括，

27、调整时间序列，重新计算换流站功率数据集是平均值和微分结果，将微分结果与设定值进行判断比较；

28、若长时间未进入稳态，则自动报警提示工作人员。

29、第二方面，本发明提供了一种适用于多端直流系统的改进下垂控制的系统，包括，

30、数据预处理模块，用于获取多端直流系统换流站原始功率数据，将所述换流站原始功率数据进行预处理获取换流站功率数据集；

31、换流站稳态判断模块，用于计算所述换流站功率数据集的平均值并进行微分获取微分结果，将所述微分结果与设定值进行比较，判断换流站功率是否进入稳态；

32、下垂曲线控制模块，用于若换流站功率进入稳态则进行平移下垂曲线控制，若未进入稳态则进行异常处理。

33、第三方面，本发明提供了一种计算设备，包括：

34、存储器和处理器；

35、所述存储器用于存储计算机可执行指令，所述处理器用于执行所述计算机可执行指令，该计算机可执行指令被处理器执行时实现所述适用于多端直流系统的改进下垂控制方法的步骤。

36、第四方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，其存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被处理器执行时实现所述适用于多端直流系统的改进下垂控制方法的步骤。

37、与现有技术相比，本发明的有益效果：本发明通过引入移动平均器微分计算新功率参考值，解决了并联换流站功率分配不均的问题，同时增加平移下垂曲线的控制环节，实现了直流母线电压无差调节，显著提高了系统的运行效率和稳定性，在电力电子领域具有显著的技术优势和应用价值，为多端直流系统的优化运行提供了有效解决方案。

技术特征：

1.一种适用于多端直流系统的改进下垂控制方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的适用于多端直流系统的改进下垂控制方法，其特征在于，获取多端直流系统换流站原始功率数据，将所述换流站原始功率数据进行预处理获取换流站功率数据集，包括，

3.如权利要求1或2所述的适用于多端直流系统的改进下垂控制方法，其特征在于，计算所述换流站功率数据集的平均值并进行微分获取微分结果，包括，

4.如权利要求3所述的适用于多端直流系统的改进下垂控制方法，其特征在于，将所述微分结果与设定值进行比较，判断换流站功率是否进入稳态，包括，

5.如权利要求4所述的适用于多端直流系统的改进下垂控制方法，其特征在于，若换流站功率进入稳态则进行平移下垂曲线控制，包括，

6.如权利要求5所述的适用于多端直流系统的改进下垂控制方法，其特征在于，还包括，

7.如权利要求4所述的适用于多端直流系统的改进下垂控制方法，其特征在于，若未进入稳态则进行异常处理，包括，

8.一种适用于多端直流系统的改进下垂控制的系统，其特征在于，包括，

9.一种电子设备，包括：

10.一种计算机可读存储介质，其存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被处理器执行时实现权利要求1至7任意一项所述适用于多端直流系统的改进下垂控制方法的步骤。

技术总结本发明公开了一种适用于多端直流系统的改进下垂控制方法及系统，方法包括：获取多端直流系统换流站原始功率数据，将换流站原始功率数据进行预处理获取换流站功率数据集；计算换流站功率数据集的平均值并进行微分获取微分结果，将微分结果与设定值进行比较，判断换流站功率是否进入稳态；若换流站功率进入稳态则进行平移下垂曲线控制，若未进入稳态则进行异常处理。本发明通过引入移动平均器微分计算新功率参考值，解决了并联换流站功率分配不均的问题，同时增加平移下垂曲线的控制环节，实现了直流母线电压无差调节，显著提高了系统的运行效率和稳定性。技术研发人员：郑友卓,王扬,付宇,肖小兵,杨叶奎,宋子宏,刘安茳,李新皓,樊磊,刘卓娅,郝树青,苗宇,张锐锋,陈宇,蔡永翔,杜昊,杨喻青,孙力,陈瑶,杨富翔,范若云,李跃,吴鹏,张恒荣,张洋,邓松,黄如云,王冕,吕黔苏,龙秋风,李前敏,王卓月,班诗雪,何明君,张松,樊科,何肖蒙,何心怡,丁江桥,代吉玉蕾,郑书毅,黎安俊,华龙,吴聪聪,金庆远,吴应双,熊锦航,刘亮,王明伟,王竹,陈开雷,田橙,李华鹏,杨忠,潘富祥,周西南,郭刀,何鹏,李巍,罗朝逸,汤康受保护的技术使用者：贵州电网有限责任公司技术研发日：技术公布日：2024/7/25