CN111817332A

CN111817332A - 一种直流输电系统功率协调控制的方法、装置及存储介质

Info

Publication number: CN111817332A
Application number: CN202010453771.1A
Authority: CN
Inventors: 李成翔; 郭琦; 廖梦君; 邓丽君; 黄立滨; 苏明章
Original assignee: China South Power Grid International Co ltd
Current assignee: China South Power Grid International Co ltd
Priority date: 2020-05-26
Filing date: 2020-05-26
Publication date: 2020-10-23
Anticipated expiration: 2040-05-26
Also published as: CN111817332B

Abstract

本发明公开一种直流输电系统功率协调控制的方法、装置及存储介质，该方法包括步骤：当三端直流输电系统处于一送二模式下，获取整流站的电流参考值和电流升降速率，以及获取第一逆变站的电流参考值和电流升降速率；若整流站的电流参考值和第一逆变站的电流参考值同时发生变化，获取整流站的当前电流值和第一逆变站的当前电流值；根据整流站的电流升降速率、当前电流值和变化后的电流参考值，以及第一逆变站的当前电流值和变化后的电流参考值，确定第一逆变站的当前电流升降速率；若只有第一逆变站的电流升降速率发生变化，则调整为变化后的电流升降速率。本发明能自动刷新确定第一逆变站的电流升降速率，从而使三个换流站同时达到设定的参考值。

Description

一种直流输电系统功率协调控制的方法、装置及存储介质

技术领域

本发明涉及直流故障控制技术领域，尤其涉及一种直流输电系统功率协调控制的方法、装置及存储介质。

背景技术

当三端直流输电系统由一个整流站和两个逆变站构成时，一般地，整流站和第一逆变站控直流电流，第二逆变站控直流电压。现有技术中，三端直流输电系统中第一逆变站的电流速率参考值进行设置时，其参数会直接变为设置值，这种设置方式存在的问题是：如果设置值不合理，可能会造成三站电流的升降过程出现异常。

发明内容

针对上述问题，本发明实施例的目的是提供一种直流输电系统功率协调控制的方法、装置及存储介质，根据不同功率控制需要，选择不同的方式确定第一逆变站的电流升降速率，从而使三个换流站同时达到设定的参考值，使直流输电系统运行更稳定。

为实现上述目的，本发明一实施例提供了一种直流输电系统功率协调控制的方法，包括以下步骤：

当三端直流输电系统处于一送二模式下，获取整流站的电流参考值和电流升降速率，以及获取第一逆变站的电流参考值和电流升降速率；

若所述整流站的电流参考值和所述第一逆变站的电流参考值同时发生变化，获取所述整流站的当前电流值和所述第一逆变站的当前电流值；

根据所述整流站的电流升降速率、当前电流值和变化后的电流参考值，以及所述第一逆变站的当前电流值和变化后的电流参考值，确定所述第一逆变站的当前电流升降速率；

若只有所述第一逆变站的电流升降速率发生变化，则将所述第一逆变站的当前电流升降速率调整为变化后的电流升降速率。

优选地，所述根据所述整流站的电流升降速率、当前电流值和变化后的电流参考值，以及所述第一逆变站的当前电流值和变化后的电流参考值，确定所述第一逆变站的当前电流升降速率，具体包括：

将所述整流站的电流升降速率、当前电流值和变化后的电流参考值，以及所述第一逆变站的当前电流值和变化后的电流参考值，代入公式

得到所述第一逆变站的当前电流升降速率；其中，I_{_Ramp_B}为所述第一逆变站的当前电流升降速率，I_{_REF_B}为所述第一逆变站变化后的电流参考值，I_{_Act_B}为所述第一逆变站的当前电流值，I_{_Ramp_A}为所述整流站的电流升降速率，I_{_REF_A}为所述整流站变化后的电流参考值，I_{_Act_A}为所述整流站的当前电流值。

优选地，所述方法，还包括：

第二逆变站执行定电压控制策略。

优选地，所述第二逆变站执行定电压控制策略，具体包括：

所述第二逆变站的电压维持在预设的恒定值，所述第二逆变站的当前电流值为所述整流站的当前电流值减去所述第一逆变站的当前电流值之差，所述第二逆变站的电流升降速率为所述整流站的电流升降速率减去所述第一逆变站的电流升降速率之差。

本发明另一实施例提供了一种直流输电系统功率协调控制的装置，所述装置包括：

第一数据获取模块，用于当三端直流输电系统处于一送二模式下，获取整流站的电流参考值和电流升降速率，以及获取第一逆变站的电流参考值和电流升降速率；

第二数据获取模块，用于若所述整流站的电流参考值和所述第一逆变站的电流参考值同时发生变化，获取所述整流站的当前电流值和所述第一逆变站的当前电流值；

第一电流速率调整模块，用于根据所述整流站的电流升降速率、当前电流值和变化后的电流参考值，以及所述第一逆变站的当前电流值和变化后的电流参考值，确定所述第一逆变站的当前电流升降速率；

第二电流速率调整模块，用于若只有所述第一逆变站的电流升降速率发生变化，则将所述第一逆变站的当前电流升降速率调整为变化后的电流升降速率。

本发明还有一实施例对应提供了一种使用直流输电系统功率协调控制的方法的装置，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述任一项所述的直流输电系统功率协调控制的方法。

本发明还有另一实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在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如上述任一项所述的直流输电系统功率协调控制的方法。

与现有技术相比，本发明实施例所提供的一种直流输电系统功率协调控制的方法、装置及存储介质，能根据不同的功率控制需要，对第一逆变站的电流升降速率进行不同调整，以更有效平稳地使三个换流站达到设定值，以使直流输电系统运行更安全。

附图说明

图1是本发明一实施例提供的一种直流输电系统功率协调控制的方法的流程示意图；

图2是本发明一实施例提供的一种直流输电系统功率协调控制的方法的简化流程示意图；

图3是本发明一实施例提供的一种三端直流输电系统的示意图；

图4是本发明一实施例提供的一种直流输电系统功率协调控制的装置的结构示意图；

图5是本发明一实施例提供的一种使用直流输电系统功率协调控制的方法的装置的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1，是本发明该实施例提供的一种直流输电系统功率协调控制的方法的流程示意图，所述方法包括步骤S1至步骤S4：

S1、当三端直流输电系统处于一送二模式下，获取整流站的电流参考值和电流升降速率，以及获取第一逆变站的电流参考值和电流升降速率；

S2、若所述整流站的电流参考值和所述第一逆变站的电流参考值同时发生变化，获取所述整流站的当前电流值和所述第一逆变站的当前电流值；

S3、根据所述整流站的电流升降速率、当前电流值和变化后的电流参考值，以及所述第一逆变站的当前电流值和变化后的电流参考值，确定所述第一逆变站的当前电流升降速率；

S4、若只有所述第一逆变站的电流升降速率发生变化，则将所述第一逆变站的当前电流升降速率调整为变化后的电流升降速率。

为了方便理解本发明，参见图2，是本发明该实施例提供的一种直流输电系统功率协调控制的方法的简化流程示意图，由图2可以更直观地了解本发明的实施流程。

需要说明的是，本发明的方法主要针对的是三端直流输电系统在处于一送两受的运行模式的情况，即三端直流输电系统由一个整流站和两个逆变站组成，也就是说，电流由整流站所在的交流系统经整流站转换为直流电后传输给第一逆变站和第二逆变站，再由第一逆变站和第二逆变站转换为交流电分别转递至第一逆变站和第二逆变站的交流系统。

具体地，当三端直流输电系统处于一送二模式下，获取整流站的电流参考值和电流升降速率，以及获取第一逆变站的电流参考值和电流升降速率。之所以获取整流站和第一逆变站的数据，是因为第一逆变站的电流值和电流升降速率均是由整流站和第一逆变站的电流值和电流升降速率来决定的。

若整流站的电流参考值和第一逆变站的电流参考值同时发生变化，说明直流输电系统的输送功率有变化，整流站的电流目标值和第一逆变站的电流目标值发生了改变，这时候需要获取整流站的当前电流值和第一逆变站的当前电流值。

根据整流站的电流升降速率、当前电流值和变化后的电流参考值，以及第一逆变站的当前电流值和变化后的电流参考值，确定第一逆变站的当前电流升降速率。这样能避免第一逆变站仍然以原来的电流升降速率进行调整，能有效快速地达到变化后的电流参考值。

若只有第一逆变站的电流升降速率发生变化，则将第一逆变站的当前电流升降速率调整为变化后的电流升降速率。这种情况对应只有第一逆变站的电流升降速率发生变化，整流站的电流参考值和第一逆变站的电流参考值均没有发生变化，所以只需要将第一逆变站的当前电流升降速率更新为变化值即可。

本发明实施例1提供的一种直流输电系统功率协调控制的方法，能根据不同的功率控制需要，对第一逆变站的电流升降速率进行不同调整，以更有效平稳地使三个换流站达到设定值，以使直流输电系统运行更安全。

作为上述方案的改进，所述根据所述整流站的电流升降速率、当前电流值和变化后的电流参考值，以及所述第一逆变站的当前电流值和变化后的电流参考值，确定所述第一逆变站的当前电流升降速率，具体包括：

具体地，将整流站的电流升降速率、当前电流值和变化后的电流参考值，以及第一逆变站的当前电流值和变化后的电流参考值，代入公式

得到第一逆变站的当前电流升降速率；其中，I_{_Ramp_B}为第一逆变站的当前电流升降速率，I_{_REF_B}为第一逆变站变化后的电流参考值，I_{_Act_B}为第一逆变站的当前电流值，I_{_Ramp_A}为整流站的电流升降速率，I_{_REF_A}为整流站变化后的电流参考值，I_{_Act_A}为整流站的当前电流值。

一般地，整流站的电流是从零开始以其电流升降速率进行爬升，最终达到整流站的电流参考值，但在爬升过程中，整流站的当前电流值是变化的，所以要获取实时值。同样地，第一逆变站的电流也是从零开始以其电流升降速率进行爬升，最终达到第一逆变站的电流参考值，爬升过程中，第一逆变站的当前电流值是变化的。所以第一逆变站的当前电流升降速率也是时刻变化的，这样更能适应直流输电系统的功率升降速率协调控制。

作为上述方案的改进，所述方法，还包括：

第二逆变站执行定电压控制策略。

具体地，第二逆变站执行定电压控制策略。与此同时，整流站执行的是定电流控制策略，可以设置电流参考值和电流升降速率；第二逆变站执行定电流控制策略，可以设置电流参考值和电流升降速率。而第二逆变站执行定电压控制策略，其电流参考值和电流升降速率不可设置。

作为上述方案的改进，所述第二逆变站执行定电压控制策略，具体包括：

具体地，第二逆变站的电压维持在预设的恒定值，第二逆变站的当前电流值为整流站的当前电流值减去第一逆变站的当前电流值之差，第二逆变站的电流升降速率为整流站的电流升降速率减去第一逆变站的电流升降速率之差。

所以，如果整流站和第一逆变站的电流参考值发生变动的情况下，第二逆变站的电流升降速率会出现以下两种情况：

情况1：

上式中，整流站的电流升降速率为I_{_Ramp_A}，第一逆变站的电流升降速率为I_{_Ramp_B}，整流站的电流参考值为I_{_REF_A}，第一逆变站电流参考值为I_{_REF_B}。

三端直流输电系统的电流升降情况可以分为两个阶段，

第一阶段：整流站的电流以I_{_Ramp_A}的速率爬升，第一逆变站的电流以I_{_Ramp_B}的速率爬升，第二逆变站的电流以I_{_Ramp_A}-I_{_Ramp_B}的速率爬升。第一逆变站首先升至参考值I_{_REF_B}，并保持不变，此时整流站和第二逆变站的电流仍处于上升过程中。

第二阶段：整流站的电流以I_{_Ramp_A}的速率爬升，第一逆变站的电流保持不变，第二逆变站的电流以I_{_Ramp_A}的速率爬升。整流站升至参考值I_{_REF_A}时，整流站和第二逆变站电流升降停止，第二逆变站电流升至I_{_REF_A}-I_{_REF_B}。

第二逆变站的电流升降过程分为两段，第二段电流升降速率大于第一段。

情况2：

第一阶段：整流站的电流以I_{_Ramp_A}的速率爬升，第一逆变站的电流以I_{_Ramp_B}的速率爬升，第二逆变站的电流以I_{_Ramp_A}-I_{_Ramp_B}的速率爬升。整流站首先升至参考值I_{_REF_A}，并保持不变，此时第一逆变站和第二逆变站的电流仍处于上升过程中，第一逆变站的电流小于I_{_REF_B}，第二逆变站的电流大于I_{_REF_A}-I_{_REF_B}

第二阶段：整流站的电流保持不变，第一逆变站的电流以I_{_Ramp_B}的速率爬升，第二逆变站的电流以I_{_Ramp_B}的速率下降。第一逆变站升至参考值I_{_REF_B}时，第一逆变站站和第二逆变站电流升降停止，第二逆变站电流降至至I_{_Ramp_A}-I_{_Ramp_B}。

第二逆变站的电流升降分为两段，第一段电流上升超过I_{_REF_A}-I_{_REF_B}，第二段为下降过程，降至I_{_REF_A}-I_{_REF_B}。

另外，为了更加完善本发明的技术方案，本发明该实施例还提供一种三端直流输电系统运行方式的判别方法，参见图3，是本发明该实施例提供的一种三端直流输电系统的示意图，根据极性转换开关的位置判断站B是处于整流还是逆变，从而可以判断三端直流输电系统的运行状态是处于二送一模式还是一送二模式，当三端直流输电系统的运行状态是处于二送一模式时，开关2、3处于合位，开关1、4处于分位；当三端直流输电系统的运行状态是处于一送二模式时，开关1、4处于合位，开关2、3处于分位，进而选择协调控制的模式。

当系统稳态运行二送一模式，其功率控制策略：站A和站B为整流站，且控制模式均为电流/功率控制，可控制各自换流站的直流功率/直流电流达到运行人员设定的参考值，站C控电压，其电流参考值为站A电流参考值加站B参考值；当系统稳态运行一送二模式，其功率控制策略：站A为整流站，控制模式为电流/功率控制，站B为逆变站，控制模式为电流/功率控制，站A和站B可控制各自换流站直流功率/直流电流达到运行人员设定的参考值，站B控电压，其电流参考值为站A电流参考值减站B电流参考值。

系统暂态运行在一送二模式的功率协调控制方法：

1)唯一送端单极故障：故障送端的功率转移到对极，转移的功率优先给站C恢复至故障前双极功率水平，多余功率再分配给站B站。

2)唯一送端双极故障：三站均停运。

3)一个受端单极故障：非故障受端的功率不变，送端的对极功率增加，增加的功率全部分配给故障受端的对极。

4)一个受端双极故障：送端进行限功率，保持非故障受端的功率不变。

系统暂态运行二送一模式的功率协调控制方法：

1)一个送端单极故障：非故障送端双极功率保持不变，故障送端的功率转移至对极。

2)一个送端双极故障：另一送端功率保持不变，唯一受端同步跟随两个送端功率变化。

3)唯一受端单极故障：三站功率转移至对极，增加的功率优先满足站A站恢复故障前功率，若有多余的部分再分配给站B站。

4)唯一受端双极故障：三站均停运

参见图4，是本发明一实施例提供的一种直流输电系统功率协调控制的装置的结构示意图，所述装置包括：

第一数据获取模块11，用于当三端直流输电系统处于一送二模式下，获取整流站的电流参考值和电流升降速率，以及获取第一逆变站的电流参考值和电流升降速率；

第二数据获取模块12，用于若所述整流站的电流参考值和所述第一逆变站的电流参考值同时发生变化，获取所述整流站的当前电流值和所述第一逆变站的当前电流值；

第一电流速率调整模块13，用于根据所述整流站的电流升降速率、当前电流值和变化后的电流参考值，以及所述第一逆变站的当前电流值和变化后的电流参考值，确定所述第一逆变站的当前电流升降速率；

第二电流速率调整模块14，用于若只有所述第一逆变站的电流升降速率发生变化，则将所述第一逆变站的当前电流升降速率调整为变化后的电流升降速率。

本发明实施例所提供的一种直流输电系统功率协调控制的装置能够实现上述任一实施例所述的直流输电系统功率协调控制的方法的所有流程，装置中的各个模块、单元的作用以及实现的技术效果分别与上述实施例所述的直流输电系统功率协调控制的方法的作用以及实现的技术效果对应相同，这里不再赘述。

参见图5，是本发明实施例提供的一种使用直流输电系统功率协调控制的方法的装置的示意图，所述使用直流输电系统功率协调控制的方法的装置包括处理器10、存储器20以及存储在所述存储器20中且被配置为由所述处理器10执行的计算机程序，所述处理器10执行所述计算机程序时实现上述任一实施例所述的直流输电系统功率协调控制的方法。

示例性的，计算机程序可以被分割成一个或多个模块/单元，一个或者多个模块/单元被存储在存储器20中，并由处理器10执行，以完成本发明。一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述计算机程序在一种直流输电系统功率协调控制的方法中的执行过程。例如，计算机程序可以被分割成第一数据获取模块、第二数据获取模块、第一电流速率调整模块和第二电流速率调整模块，各模块具体功能如下：

所述使用直流输电系统功率协调控制的方法的装置可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述使用直流输电系统功率协调控制的方法的装置可包括，但不仅限于，处理器、存储器。本领域技术人员可以理解，示意图5仅仅是一种使用直流输电系统功率协调控制的方法的装置的示例，并不构成对所述使用直流输电系统功率协调控制的方法的装置的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述使用直流输电系统功率协调控制的方法的装置还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。

处理器10可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者处理器10也可以是任何常规的处理器等，处理器10是所述使用直流输电系统功率协调控制的方法的装置的控制中心，利用各种接口和线路连接整个使用直流输电系统功率协调控制的方法的装置的各个部分。

存储器20可用于存储所述计算机程序和/或模块，处理器10通过运行或执行存储在存储器20内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器20内的数据，实现所述使用直流输电系统功率协调控制的方法的装置的各种功能。存储器20可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(比如音频数据、电话本等)等。此外，存储器20可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。

其中，所述使用直流输电系统功率协调控制的方法的装置集成的模块如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，上述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，上述计算机程序包括计算机程序代码，计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。计算机可读介质可以包括：能够携带计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。

本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在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任一实施例所述的直流输电系统功率协调控制的方法。

综上，本发明实施例所提供的一种直流输电系统功率协调控制的方法、装置及存储介质，对于处于一送二模式下的三端直流输电系统，能根据不同的功率控制需要，自动计算刷新第一逆变站的电流升降速率，仅在整流站和第一逆变站的的电流参考值同时变动时对第一逆变站的电流速率进行计算刷新，如果整流站和第一逆变站的电流参考值没有同时变动，则设置第一逆变站的电流升降速率刷新为输入值，这样的控制方法能更有效平稳地使三个换流站达到设定值，为三端直流输电系统的电流速率协调控制提供了一种有效可行的控制方法，使得直流输电系统运行更安全。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种直流输电系统功率协调控制的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的直流输电系统功率协调控制的方法，其特征在于，所述根据所述整流站的电流升降速率、当前电流值和变化后的电流参考值，以及所述第一逆变站的当前电流值和变化后的电流参考值，确定所述第一逆变站的当前电流升降速率，具体包括：

3.如权利要求1所述的直流输电系统功率协调控制的方法，其特征在于，所述方法，还包括：

第二逆变站执行定电压控制策略。

4.如权利要求3所述的直流输电系统功率协调控制的方法，其特征在于，所述第二逆变站执行定电压控制策略，具体包括：

5.一种直流输电系统功率协调控制的装置，其特征在于，包括：

6.一种使用直流输电系统功率协调控制的方法的装置，其特征在于，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至4中任意一项所述的直流输电系统功率协调控制的方法。

7.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在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如权利要求1至4中任一项所述的直流输电系统功率协调控制的方法。