(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201611224452.3
(22)申请日 2016.12.27
(71)申请人 中国电力科学研究院
地址 100192 北京市海淀区清河小营东路
15号
申请人 国家电网公司
国家电网公司西北分部
国网湖北省电力公司
(72)发明人 吕思卓 郑超 牛拴保 霍超
(74)专利代理机构 北京安博达知识产权代理有
限公司 11271
代理人 徐国文
(51)Int.Cl.
H02J 3/36(2006.01)
(54)发明名称
制方法及系统
(57)摘要
本发明提供了一种用于直流频率限制器与
功率调制协调控制方法及系统，包括：采集送端
电网频率f；判断送端电网频率f是否超出频率限
制器的限制范围，若超过，则继续执行；若没超
过，则返回；判断直流功率调制信号△P d 的正负；
确定直流频率限制的控制参数；根据控制参数控
制频率限制器。本发明提供的方法，能够保证当
送端系统交直流出现频率大幅波动时，频率限制
控制器能够发挥其调节灵活、快速、精确度高的
优点，对系统扰动后频率稳定起到积极作用，同
时保证直流功率运行在规定范围内的期望值，提
高直流设备安全水平和电网稳定运行能力。权利要求书2页 说明书4页 附图2页CN 106849145 A 2017.06.13
C N 106849145
A
1.一种用于直流频率限制器与功率调制协调的控制方法，其特征在于，所述方法包括：
1)采集送端电网频率f；
2)判断所述送端电网频率f是否超出频率限制器的限制范围，若超过，则继续执行，若没超过，则返回步骤1)；
3)判断直流功率调制信号△P d的正负；
4)确定直流频率限制的控制参数；
5)根据所述控制参数控制频率限制器。
2.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述步骤2)中，所述限制范围：49.9～50.1Hz。
3.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述步骤3)中，若所述直流功率调制信号ΔP d＞0，则直流功率提升；若所述直流功率调制信号ΔP d＜0，则直流功率降低。
4.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述步骤4)中，若f＞50.1且ΔP d＞0，则频率限制器输出的直流功率调制量上限P modmax计算公式如下所示：
P modmax＝kP d-ΔP d
式中，P d为直流功率额定值，k为直流功率过负荷能力。
5.如权利要求4所述的控制方法，其特征在于，k的取值为1.1。
6.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述步骤4)中，若f＜49.9且ΔP d＜0，则频率限制器输出的直流功率调制量下限P modmin的计算公式如下所示：
P modmin＝mP d+ΔP d
式中，P d为直流功率额定值，m为直流功率最低运行水平。
7.如权利要求6所述的控制方法，其特征在于，所述步骤4)中，m的取值为0.5。
8.如权利要求5或7所述的控制方法，其特征在于，若f＜49.9Hz且ΔP d＞0或f＞50.1Hz 且ΔP d＜0，则频率限制器频差死区限制范围f bend为0.2Hz。
9.如权利要求8所述的控制方法，其特征在于，所述步骤5)包括：
若f＜49.9Hz，则根据所述直流功率调制量下限P modmin和所述频率限制器频差死区限制范围f bend控制所述频率限制器；
若f＞50.1Hz，则根据所述直流功率调制量上限P modmax和所述频率限制器频差死区限制范围f bend控制所述频率限制器。
10.一种用于直流频率限制器与功率调制协调的控制系统，其特征在于，所述系统包括：
采集模块，采集送端电网频率f；
判断模块，判断所述送端电网频率是否超出频率限制器的限制范围，若超过所述限制范围，则判断直流功率调制信号△P d的正负；若没超过，则返回所述采集模块；
计算模块，计算所述直流频率限制器的控制参数；
控制模块，根据所述控制参数控制频率限制器。
11.如权利要求10所述的控制系统，其特征在于，所述限制范围：49.9～50.1Hz。
12.如权利要求11所述的控制系统，其特征在于，若所述直流功率调制信号ΔP d＞0，则直流功率提升；若所述直流功率调制信号ΔP d＜0，则直流功率降低。
13.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述控制参数包括：
频率限制器输出的直流功率调制量上限P modmax、直流功率调制量下限P modmin和频率限制器频差死区限制范围f bend。
用于直流频率限制器与功率调制协调的控制方法及系统
技术领域
[0001]本发明涉及电力系统领域，具体涉及一种用于直流频率限制器与直流功率调制协调的控制方法及系统。
背景技术
[0002]由于我国一次能源与负荷中心之间呈逆向分布，为实现资源跨大区优化配置，需要利用高压直流输电进行电力大容量远距离输送，直流输电在西电东送和全国联网中发挥着重要作用。目前，我国西南电网已投运三大特高压直流工程，将西南地区丰富的水电资源送至华东负荷中心。根据规划，2018年渝鄂背靠背直流工程将建成，届时西南电网将与华东和华中电网实现异步联网运行。
[0003]考虑到西南输送端电网规模减小以及水轮机的负阻尼效应，扰动冲击易造成输送端电网频率发生超低频振荡，威胁电网稳定运行。直流系统对输送端电网而言相当于刚性负荷，正常情况下直流功率不随电网频率变化。频率限制控制器(FLC)是直流输电系统中重要的附加控制器之一，在输送端频率变化时，通过调节直流输电的有功功率，来达到控制输送端系统频率的目的，相当于为直流增加了可控的负荷频率。
[0004]由于直流输送功率具有快速可控的特点，利用直流功率调制控制快速补偿扰动引起的功率盈缺，能够提升输送端电网的稳定运行能力。直流功率调制包括直流功率提升和直流功率速降，可以同时控制输送功率的大小和方向。但当直流控制系统同时配备FLC和功率调制时，可能引起直流功率超出系统最大过负荷能力或者直流功率无法按照期望值运行，影响直流设备的安全和电网稳定运行。
发明内容
[0005]针对现有技术的不足，本发明提供一种用于直流频率限制器与直流功率调制协调的控制方法及系统，
[0006]其控制方法包括：1)采集送端电网频率f；2)判断送端电网频率f是否超出频率限制器的限制范围，若超过，则继续执行，若没超过，则返回步骤1)；3)判断直流功率调制信号△P d的正负；4)确定直流频率限制的控制参数；5)根据控制参数控制频率限制器。[0007]进一步，步骤2)中，限制范围：49.9～50.1
Hz。
[0008]进一步，步骤3)中，若直流功率调制信号ΔP d＞0，则直流功率提升；若直流功率调制信号ΔP d＜0，则直流功率降低。
[0009]进一步，步骤4)中，若f＞50.1且ΔP d＞0，则频率限制器输出的直流功率调制量上限P modmax计算公式如下所示：
[0010]P modmax＝kP d-ΔP d
[0011]式中，P d为直流功率额定值，k为直流功率过负荷能力，k的取值为1.1。
[0012]进一步，步骤4)中，若f＜49.9且ΔP d＜0，则频率限制器输出的直流功率调制量下限P modmin的计算公式如下所示：
[0013]P modmin＝mP d+ΔP d
[0014]式中，P d为直流功率额定值，m为直流功率最低运行水平，m的取值为0.5。[0015]进一步，若f＜49.9Hz且ΔP d＞0或f＞50.1Hz且ΔP d＜0，则频率限制器频差死区限制范围f bend为0.2Hz。
[0016]步骤5)包括：若f＜49.9Hz，则根据直流功率调制量下限P modmin和频率限制器频差死区限制范围f bend控制频率限制器；
[0017]若f＞50.1Hz，则根据直流功率调制量上限P modmax和频率限制器频差死区限制范围f bend控制频率限制器、
[0018]其控制系统包括：采集模块，采集送端电网频率f；判断模块，判断送端电网频率是否超出频率限制器的限制范围，若超过限制范围，则判断直流功率调制信号△P d的正负；若没超过，则返回采集模块；计算模块，计算直流频率限制器的控制参数；控制模块，根据控制参数控制频率限制器。
[0019]限制范围：49.9～50.1Hz。若直流功率调制信号ΔP d＞0，则直流功率提升；若直流功率调制信号ΔP d＜0，则直流功率降低。
[0020]控制参数包括：频率限制器输出的直流功率调制量上限P modmax、直流功率调制量下限P modmin和频率限制器频差死区限制范围f bend。
[0021]与最接近的现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
[0022]1、本发明利用直流功率调制信号P d确定频率限制器控制参数P modmax、P modmin和f bend，可以避免直流功率超过直流最大过负荷能力或直流功率无法按照期望值运行，提高了送端电网的频率稳
定性。
[0023]2、本发明对系统扰动后频率稳定起到积极作用，同时保证直流功率运行在规定范围内的期望值，提高直流设备安全水平和电网稳定运行能力。
[0024]3、本发明能够保证当送端系统交直流出现功率不平衡扰动时，频率限制控制器能够发挥其调节灵活、快速、精确度高的优点。
附图说明
[0025]图1是本发明提供的控制方法流程图；
[0026]图2是本发明的电网频率仿真结果示意图；
[0027]图3是本发明的直流功率仿真结果示意图。
具体实施方式
[0028]下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。
[0029]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。[0030]本发明提供的直流频率限制器控制系统包括：用于采集送端电网频率f的采集模块、用于判断送端电网频率是否超出频率限制器的限制范围的判断模块、用于计算直流频率限制器控制参数的计算模块、及根据控制参数控制频率限制器的控制模块。
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