多端柔性直流输电系统稳压控制技术

张丽荣 陈楠

摘要：为了发挥直流输电系统在实际应用中的更高效能，开展多端柔性直流输电系统稳压控制技术的设计研究。引进模糊推理算法，对选定的模糊区域进行模糊化控制点选择;考虑到有功功率的失衡会造成系统频率发生较大的偏移，针对控制存在的偏差和斜率问题，进行融合修正，以此达到对系统稳压进行控制的目的。通过实例应用证明，提出的控制技术在实际应用中可以实现对输电系统电压的有效控制，为输电系统稳定运行提供技术保障。

关键词：多端;柔性;稳压控制;直流输电系统

中图分类号：TM721.1 文献标识码：A

引言

使用直流输电系统可以实现对潮流端电压的灵活调控，并实现在电压极性稳定不变的前提下进行电压潮流方向的转变[1]。现如今的电力产业已开发了大型输电系统用于支持国家示范工作，但随着系统应用规模的扩大化，系统中用于中转电压与电流的中转站点增加，这一现象使系统站间控制工作变得更加复杂，甚至会由于站间协调控制工作不到位，造成系统在输电中的电压紊乱或异常[2]。为了解决此方面问题，提高输电系统运行的稳定性，本文将在早期研究基础上，针对系统的运行需求，设计一种针对此系统的稳压控制技术，以此种方式，确保系统在允许区间内发挥更高的作用。

1多端柔性直流输电系统稳压控制技术

1.1基于模糊推理算法的稳压控制中心选择

为了实现对直流输电系统的稳压控制，在开展相关研究前，引进模糊推理算法，进行系统稳压控制中心的选择。在此过程中应明确，使用提出算法进行输电过程中多渠道线路极大值与极小值的合成，需要明确电压不同输入端之间电压的模糊蕴含关系，假设多端之间关系表达式表示为R，则R可以通过（A×B）→C得出，其中A、B、C分别表示为系统输电上端线路、下端线路与直接供电线路，其中×表示为模糊计算符号，→表示为直接关系，通过上述分析可以推理得出输电系统中多端供电是存在直接关系的。在此基础上，对选定的模糊区域进行模糊化控制点选择，通过对控制点进行加权计算取平均值的方式，得到一个精确的控制点，输出控制控制在系统中的坐标，采用邻近推理法即可得到一个完整的控制区域。按照此种方式，即可实现对稳压控制重点的选择。

1.2系统直流电压斜率与电压偏差控制运行技术

由于在输电系统当中有功功率出现失衡问题会严重影响到系统频率，使其出现偏移现象，进而无法实现其稳定运行，因此根据频率偏差和失衡的具体特征，对其进行控制，从而实现对失衡直流电压斜率的补偿。在控制过程中，引入比例控制器装置，根据比例控制器的实施方案不同，其引入到输电系统当中的结构包含多种类型。为了方便论述，选择将经典2阶直流电压斜率控制为例，进行说明。首先针对输电系统在正常运行状态下的直流电压高和低偏差限值进行设置，并在其对应位置上设置换流站。当直流电压的参数数值没有处于上述设定的阈值范围内时，则对控制器的运行状态进行调整，实现功率控制。当直流电压的参数数值超出事先设定的范围，则此时控制器自动调节到控制模式;若直流电压超过了上述设定的阈值范围，则此时偏差控制器转换为故障或扰动模式。当电压出现偏差时，其主要原因是斜率控制过程中无法实现对功率的有效调节，当出现这一問题时，采用控制器对控制器进行调节的方式，实现直流电压调节，从而达到对输电系统进行稳压控制的目的。

2实例应用分析

通过上述论述内容，在完成对控制技术的理论设计后，将其应用于真实的输电系统运行环境当中，并在系统运行过程中对其电压进行控制。选择将某电力企业正在运行过程中的两段VSC输电系统的实际运行参数作为实验依据，该系统为典型的多段柔性直流输电系统类型。将该输电系统当中的VSCI与大电网进行连接，并将其作为换流站，将VSCII与新能源发电站进行连接，将公共连接点作为节点，所有节点及连线共同组成电力网络。应用过程中，主要涉及的参数如表1所示。

在上述参数设置的基础上，针对稳压控制技术在应用过程中电压参数变化进行记录，并得到如表2所示的记录表。

从表2中数据可以看出，在本文控制技术的应用下，该直流输电系统在运行过程中VSCI直流电压和VSCII直流电压均满足稳压标准要求。因此，通过上述实验证明本文提出的控制技术在实际应用中可以实现对输电系统电压的有效控制。

3结束语

直流输电系统又被称为VSC-HVDC系统，目前，此种系统已实现了在电力市场内广泛应用。相比常规的输电系统，此系统具有有功/无功独立控制、换相成功率高、电源启动源端较多等使用优势，是我国电力产业与相关技术领域的关注焦点与研究重点。为了实现对此系统在市场内应用的推广，本文对系统稳压控制技术展开了设计研究，并通过实验证明了此技术在实际应用中的有效性，以此种方式，为输电系统稳定运行提供技术保障。

参考文献

[1]钱虹，柴文武，古雅琦.基于PSA敏感性分析的核电稳压器数字控制系统可靠性研究[J].原子核物理评论，2021，38（03）：355-360.

[2]闫英明，毛新民，张冬伟，等.基于全范围验证平台在核电厂稳压器控制系统改造中的应用研究[J].工业控制计算机，2021，34（01）：1-3+6.

基金项目：北京电子科技职业学院教改课题，项目代码：CJGX2020-KY-135，项目名称：2020Z107-KXZ直流配电网中多端柔性直流系统的运行控制技术研究

作者简介：

张丽荣（1985-），女（汉族），黑龙江七台河人，博士，讲师，主要研究领域为风力发电技术、微电网控制与保护技术。

陈楠（1990-），女（汉族），福建古田人，硕士研究生，讲师，主要研究领域为智能控制理论