一種柔性直流輸電系統(tǒng)的冗余控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)領(lǐng)域，涉及含分布式電源的柔性直流輸電系統(tǒng)控制技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)交流輸電有很大的局限性，因集膚效應(yīng)、電暈效應(yīng)及本身結(jié)構(gòu)，當(dāng)輸電距離超過一定距離，交流輸電的成本高于直流輸電；交流輸電功率決定于線路兩端的相位差，這個(gè)相位差隨著輸送距離增大而增大；交流線路電壓控制復(fù)雜，而且需要進(jìn)行補(bǔ)償；交流輸電無法實(shí)現(xiàn)非同步聯(lián)網(wǎng)；交流輸電中的零序電流不僅能影響電能輸送的效率，還會(huì)產(chǎn)生電磁干擾；相比之下直流輸電有很大的優(yōu)勢(shì)，直流線路電流和功率調(diào)節(jié)迅速、方便，短路電流?。痪€路在穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)沒有電容電流，沿線電壓分布平穩(wěn)；每個(gè)極可以作為一個(gè)獨(dú)立回路運(yùn)行，當(dāng)一極出現(xiàn)問題時(shí)，健全極仍可輸送一部分功率。基于這些優(yōu)勢(shì)，直流輸電技術(shù)得到大力發(fā)展。
[0003]風(fēng)能、太陽(yáng)能發(fā)電等新能源接入電網(wǎng)的最大障礙是其間歇性和不確定性，而柔性直流輸電技術(shù)就像在輸電線路中增加了一個(gè)“等效電容”，可以有效解決因不確定性而引發(fā)的諧波污染、電壓間斷和波形閃變等問題，是公認(rèn)新能源接入電網(wǎng)的最好方式。柔性直流輸電技術(shù)是電力電子技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的制高點(diǎn)，也是智能電網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)之一。與傳統(tǒng)直流輸電相比，其系統(tǒng)反應(yīng)速度快、可控性好、運(yùn)行方式靈活；比常規(guī)交、直流輸電能極大地減少系統(tǒng)短路，還能向無緣電網(wǎng)供電，是解決大面積區(qū)域停電、實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離孤立送電的有效途徑。
[0004]如何提高柔性直流輸電控制系統(tǒng)的可靠性是發(fā)揮直流輸電優(yōu)勢(shì)的關(guān)鍵；采用冗余控制可有效的提高控制系統(tǒng)的可靠性，充分發(fā)揮柔性直流輸電的優(yōu)勢(shì)。

【發(fā)明內(nèi)容】

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[0005]本發(fā)明的目的是提供一種柔性直流輸電系統(tǒng)的冗余控制方法，它能方便地提高柔性直流輸電控制系統(tǒng)的可靠性，充分發(fā)揮柔性直流輸電的優(yōu)勢(shì)。
[0006]本發(fā)明具體通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)上述目的:
[0007]一種柔性直流輸電系統(tǒng)的冗余控制方法，其特征在于，所述方法采用兩套功能完全相同的控制系統(tǒng)，兩套控制系統(tǒng)均采集柔性直流輸電系統(tǒng)的模擬量、開關(guān)量并通過高速光纖實(shí)現(xiàn)信息共享。
[0008]柔性直流輸電系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)選定一套控制系統(tǒng)做為主控系統(tǒng)，另一套為冗余系統(tǒng)；主控系統(tǒng)根據(jù)柔性直流輸電監(jiān)控系統(tǒng)的命令對(duì)換流站進(jìn)行模式控制，當(dāng)主控系統(tǒng)故障時(shí)，冗余系統(tǒng)能夠完成對(duì)柔性直流輸電系統(tǒng)的控制。
[0009]其中，柔性直流輸電系統(tǒng)有3種工作模式:控直流母線電壓模式、VF模式及并網(wǎng)PQ模式。
[0010]一種柔性直流輸電系統(tǒng)的冗余控制方法，所述方法采用兩套功能完全相同的控制系統(tǒng)，柔性直流輸電系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)選定一套控制系統(tǒng)做為主控系統(tǒng)，另一套為冗余系統(tǒng)；其特征在于，所述方法包括如下步驟:
[0011]步驟1:主控系統(tǒng)和冗余系統(tǒng)分別獨(dú)立采集柔性直流輸電系統(tǒng)中的相關(guān)模擬量、開關(guān)量信息，主控系統(tǒng)根據(jù)采集到的模擬量和開關(guān)量信息計(jì)算應(yīng)輸出用以驅(qū)動(dòng)柔性直流輸電系統(tǒng)中有關(guān)功率器件的開通和關(guān)斷的脈沖信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)柔性直流輸電系統(tǒng)的控制；主控系統(tǒng)將相關(guān)的控制信息、在脈沖信號(hào)計(jì)算過程中的中間變量及最終應(yīng)輸出的脈沖信號(hào)通過高速光纖發(fā)送給冗余系統(tǒng)，冗余系統(tǒng)根據(jù)接收到的控制信息對(duì)自身采集的模擬量、開關(guān)量進(jìn)行校正，同時(shí)調(diào)整計(jì)算過程中的中間變量及最終應(yīng)輸出的脈沖信號(hào)，使冗余系統(tǒng)計(jì)算的最終應(yīng)輸出的脈沖信號(hào)與主控系統(tǒng)一致，但此時(shí)冗余系統(tǒng)不輸出脈沖；
[0012]步驟2:當(dāng)主控系統(tǒng)由于故障退出運(yùn)行時(shí)，冗余系統(tǒng)根據(jù)接收到主控系統(tǒng)的控制信息自動(dòng)切換實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)柔性直流輸電系統(tǒng)的控制，此后根據(jù)冗余系統(tǒng)自身采集的柔性直流輸電系統(tǒng)中的相關(guān)模擬量、開關(guān)量信息，計(jì)算應(yīng)輸出的脈沖信號(hào)，驅(qū)動(dòng)柔性直流輸電系統(tǒng)中有關(guān)功率器件的開通和關(guān)斷，實(shí)現(xiàn)對(duì)柔性直流輸電系統(tǒng)的控制；
[0013]步驟3:當(dāng)主控系統(tǒng)由于檢修需要退出運(yùn)行時(shí)，主控系統(tǒng)通過高速光纖告知冗余系統(tǒng)準(zhǔn)備接手控制整個(gè)柔直系統(tǒng)；冗余系統(tǒng)接收到該信號(hào)后給主控系統(tǒng)肯定答復(fù)，主控系統(tǒng)收到冗余系統(tǒng)準(zhǔn)備好應(yīng)答后，退出運(yùn)行進(jìn)入檢修模式，冗余系統(tǒng)完成對(duì)柔直系統(tǒng)的控制及保護(hù)；
[0014]步驟4:當(dāng)主控系統(tǒng)需要重新投入運(yùn)行時(shí)，通過高速光纖告知冗余系統(tǒng)，冗余系統(tǒng)將當(dāng)前的控制信息實(shí)時(shí)發(fā)給主控系統(tǒng)，同時(shí)冗余系統(tǒng)退出運(yùn)行，主控系統(tǒng)繼續(xù)完成對(duì)系統(tǒng)的控制及保護(hù)功能。
[0015]本發(fā)明的有益效果:
[0016]本發(fā)明提出了一種柔性直流輸電系統(tǒng)的冗余控制方法，采用兩套功能完全相同的控制系統(tǒng)，一主一備；主控系統(tǒng)正常時(shí)由主控系統(tǒng)完成對(duì)柔直系統(tǒng)的控制及保護(hù)，當(dāng)主控系統(tǒng)出現(xiàn)異?；蜻M(jìn)行檢修時(shí)由冗余系統(tǒng)完成對(duì)柔直系統(tǒng)的控制。
[0017]本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)當(dāng)主控系統(tǒng)由于故障退出運(yùn)行時(shí)柔性直流系統(tǒng)的連續(xù)運(yùn)行。主控系統(tǒng)實(shí)時(shí)的將自身的運(yùn)行控制信息發(fā)送給冗余系統(tǒng)，冗余系統(tǒng)根據(jù)接收到的信息調(diào)整自身的狀態(tài)，使之與主控系統(tǒng)保持相同，當(dāng)主控系統(tǒng)故障時(shí)，冗余系統(tǒng)能夠自動(dòng)檢測(cè)出來，從而完成對(duì)柔直系統(tǒng)的控制。降低了柔直系統(tǒng)的故障率。
[0018]本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)主控系統(tǒng)檢修時(shí)柔直系統(tǒng)的連續(xù)運(yùn)行。當(dāng)主控系統(tǒng)需要檢修時(shí)，通過高速光纖通知冗余系統(tǒng)準(zhǔn)備接手控制整個(gè)柔直系統(tǒng)，冗余系統(tǒng)接收到該信號(hào)后給主控系統(tǒng)肯定答復(fù)，主控系統(tǒng)收到冗余系統(tǒng)準(zhǔn)備好應(yīng)答后，退出運(yùn)行進(jìn)入檢修模式，冗余系統(tǒng)自動(dòng)完成對(duì)柔直系統(tǒng)的控制及保。提高了柔直系統(tǒng)的可用率。
【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明柔性直流輸電系統(tǒng)的冗余控制方法流程示意圖；圖2為本發(fā)明冗余控制方法所采用的冗余控制系統(tǒng)示意圖。
[0020]圖3為本發(fā)明的信息交換示意圖。
[0021]圖4為本發(fā)明主控系統(tǒng)故障時(shí)切換示意圖。
[0022]圖5為本發(fā)明主控系統(tǒng)檢修時(shí)切換示意圖。
[0023]圖6為本發(fā)明主控系統(tǒng)恢復(fù)控制時(shí)切換示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]本發(fā)明為一種柔性直流輸電系統(tǒng)的冗余控制方法，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0025]本發(fā)明公開的一種柔性直流輸電系統(tǒng)的冗余控制方法，采用兩套功能完全相同的控制系統(tǒng)，兩套控制系統(tǒng)均采集柔性直流輸電系統(tǒng)的模擬量、開關(guān)量并通過高速光纖實(shí)現(xiàn)信息共享；
[0026]柔性直流輸電系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)選定一套控制系統(tǒng)做為主控系統(tǒng)，另一套為冗余系統(tǒng)；主控系統(tǒng)根據(jù)柔性直流輸電監(jiān)控系統(tǒng)的命令對(duì)換流站進(jìn)行模式控制，當(dāng)主控系統(tǒng)故障時(shí)，冗余系統(tǒng)能夠完成對(duì)柔性直流輸電系統(tǒng)的控制。
[0027]圖1為本發(fā)明的本發(fā)明柔性直流輸電系統(tǒng)的冗余控制方法流程示意圖。所述冗余控制方法包括以下步驟:
[0028]步驟1:主控系統(tǒng)和冗余系統(tǒng)分別獨(dú)立采集柔性直流輸電系統(tǒng)中的相關(guān)模擬量、開關(guān)量信息，主控系統(tǒng)根據(jù)采集