混合嵌入式直流传输系统间多类型无功资源的稳态协同控制方法与流程

本发明涉及一种考虑混合嵌入式直流传输系统间多类型无功资源的稳态协同控制方法，属于嵌入式直流控制领域。

背景技术：

1、传统的电力输电系统主要采用交流传输方式，但随着直流输电技术的不断发展，直流输电系统逐渐成为了一种重要的选择。相比交流传输系统，直流传输系统具有更低的电流损耗、更好的电压控制能力以及更高的输电容量等优势。在直流传输系统中，嵌入式直流传输系统作为一种新型的输电形式，吸引了越来越多的关注。在一个交流电网中嵌入式直流传输系统主要由直流母线、换流站以及连接线路等组成，它与传统的高压直流传输方式相比，具有电压等级较低、传输距离较短、换流站类型多样等特点。由于这些特点的存在，嵌入式直流传输系统具有更大的无功调节潜力，有望进一步提高系统的电压稳态运行效率和经济性。

2、目前，针对嵌入式直流系统的无功调节问题，存在着一些挑战和难点。例如，如何有效地利用柔性换流站等灵活的调节装置，以及如何与常规换流站内所配置无功补偿装置进行协调控制，是当前需要解决的关键问题之一。此外，由于嵌入式直流系统的复杂性和特殊性，传统的无功调节方法往往难以满足其要求。

技术实现思路

1、本发明为了解决现有技术中存在的问题，提供一种提高混合嵌入式直流输电系统电压稳态运行的高效性和经济性的稳态协同控制方法。

2、为了达到上述目的，本发明提出的技术方案为：一种混合嵌入式直流传输系统间多类型无功资源的稳态协同控制方法，

3、基于常规嵌入式直流换流母线稳态电压调节要求，获取柔性嵌入式直流换流站和常规嵌入式直流换流站的无功-电压灵敏度系数指标；

4、根据无功-电压灵敏度系数指标和常规嵌入式直流换流母线运行的参考电压值，获得常规嵌入式直流电压稳态运行的无功需求量和柔性嵌入式直流换流站的无功可调节量，并明确参与电压调节的无功资源类型；

5、若柔性嵌入式直流换流站的无功可调节量满足稳态运行的无功需求量，则参与电压调节的无功资源类型仅为柔性嵌入式直流换流站，根据参考电压值和稳态电压调节要求设置柔性换流站定无功控制的无功功率参考值；

6、若柔性嵌入式直流换流站的无功可调节量不满足稳态运行的无功需求量，则参与电压调节的无功资源类型还需要投切常规嵌入式直流换流站内部的无功补偿装置，并计算投入无功补偿装置后柔性换流站的无功功率修正调节量，然后设置柔性换流站定无功控制的修正后的无功功率参考值。

7、对上述技术方案的进一步设计为：基于常规嵌入式直流换流母线稳态电压调节要求，获取常规嵌入式直流换流站的无功-电压灵敏度系数指标的方法为：

8、

9、式中：slcc为常规嵌入式直流的无功-电压灵敏度系数指标；m为在换流母线处投入不同容量下感性无功负载的总次数；δqlcci为投入第i次的感性无功负载；δulpcci为投入第i次的感性无功负载后换流母线所引起的电压变化量。

10、获取柔性嵌入式直流换流换流站的无功-电压灵敏度系数指标的方法为：

11、

12、式中smmcj为第j个柔性换流站的无功-电压灵敏度系数指标；m为在第j个换流母线处投入不同容量下感性无功负载的总次数；δqlcci为在第j个换流母线处投入第i次的感性无功负载；δumpcci为在第j个换流母线处投入第i次的感性无功负载后换流母线所引起的电压变化量。

13、根据常规嵌入式直流无功-电压灵敏度系数指标和常规嵌入式直流换流母线运行的参考电压值，获得常规嵌入式直流电压稳态运行的无功需求量的方法为：

14、δq lcc＝slcc*(ulcc_ref-ulcc)

15、式中：δqlcc为常规直流的电压稳态运行的无功需求量；slcc为常规嵌入式直流的无功-电压灵敏度系数指标；m为在换流母线处投入不同容量下感性无功负载的总次数；ulcc_ref为常规嵌入式直流换流母线电压参考值；ulcc为采集的常规嵌入式直流的换流母线电压实时数据。

16、所述柔性换流站的无功可调节量的计算方法为：

17、

18、式中：δqmmc_sum为所有的柔性换流站的无功调节量；δqmmci_max为第i个柔性换流站的最大无功出力；δqmmci为第i个柔性换流站实时无功出力数据；n为嵌入式柔性直流输电系统的柔性换流站总个数。

19、根据常规嵌入式直流的电压稳态运行的无功需求量与柔性嵌入式直流换流站的无功调节量的关系明确参与电压调节的无功资源类型，具体判别表达式为：

20、δqmmc_sum≥δqlcc

21、式中：δqmmc_sum为所有的柔性换流站的无功调节量；δqlcc为常规直流的电压稳态运行的无功需求量；

22、若上式成立，则仅需要柔性嵌入式直流换流站参与换流母线电压调节；反之，则投切常规嵌入式直流换流站内部的无功补偿装置。

23、若参与电压调节的无功资源类型仅为柔性嵌入式直流换流站，将柔性嵌入式直流系统的柔性换流站的无功类控制切换为定无功控制方式，根据各个柔性换流站的实时无功裕量设计各个柔性换流站的赋值权重：

24、

25、式中，ki为第i个柔性换流站无功裕量的权重系数；δqmmc_sum为所有的柔性换流站的无功调节量；δqmmci_max为第i个柔性换流站的最大无功出力；δqmmci为第i个柔性换流站实时无功出力数据；

26、定无功控制方式的无功功率参考值为：

27、qmmci_ref＝ki*δq lcc

28、式中，qmmci_ref为第i个柔性换流站定无功控制方式的无功功率参考值；ki为第i个柔性换流站无功裕量的权重系数；δqlcc为常规直流的电压稳态运行的无功需求量。

29、若需要投入常规嵌入式直流系统换流站内的无功补偿装置，则选取与常规嵌入式直流的电压稳态运行的无功需求量最为接近的无功补偿装置进行投入；

30、所述无功补偿装置投入后，柔性嵌入式直流换流站的无功功率修正调节量为：

31、δq'mmc＝|δqlcc-δqbc|

32、式中，δq’mmc为柔性换流站的无功功率修正调节量；δqlcc为常规直流的电压稳态运行的无功需求量；δqbc为投入无功补偿装置的容量；

33、对各个柔性换流站的定无功控制方式的无功功率参考值进行赋值，为：

34、q'mmci_ref＝ki*δq'mmc

35、式中，δq’mmci_ref为第i个柔性换流站的修正后的无功功率参考值；ki为第i个柔性换流站无功裕量的权重系数；δq’mmc为柔性换流站的无功功率修正调节量。

36、一种电子设备，包括存储器、处理器以及计算机程序，所述计算机程序存储于所述存储器中，并被配置为由所述处理器执行以实现上述的混合嵌入式直流传输系统间多类型无功资源的稳态协同控制方法。

37、一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行上述的混合嵌入式直流传输系统间多类型无功资源的稳态协同控制方法。

38、本发明的有益效果为：

39、本发明针对混合嵌入式直流传输系统中多类型无功资源的稳态协同控制问题，提出一种考虑混合嵌入式直流传输系统间多类型无功资源的稳态协同控制方法，基于柔性嵌入式直流输电系统换流站有功和无功解耦控制以及连续实时响应特性，在稳态过程中可以对常规嵌入式直流输电系统的换流母线处的电压进行实时跟踪控制，同时柔性嵌入式直流输电系统换流站还可以平抑常规嵌入式直流输电系统换流站所配置离散无功补偿装置投切过程中所产生的电压波动。本发明所提方法在不增加其他电气设备投资的基础上，充分挖掘了现有混合嵌入式直流输电系统各类无功资源潜能，有助于提高混合嵌入式直流输电系统电压稳态运行的高效性和经济性，具有重要的现实意义和应用价值，为电力系统规划和调度人员在含混合嵌入式直流输电系统的电网规划设计及运行方案的制定等方面提供了参考依据。