(19)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 202211221114.X (22)申请日 2022.10.08 (71)申请人 东南大学溧阳研究院 地址 213300 江苏省常州市溧阳市昆仑街 道泓口路218号A幢428室 （江苏中关村 科技产业园内） (72)发明人 张远实　钱文妍　章飞　汤奕　 李扬　周吉　钱俊良　 (74)专利代理 机构 南京众联专利代理有限公司 32206 专利代理师 薛雨妍 (51)Int.Cl. H02J 3/38(2006.01) H02J 3/48(2006.01) H02J 3/36(2006.01)H02J 3/06(2006.01) H02J 3/16(2006.01) (54)发明名称 一种基于自适应下垂控制的直流线路潮流 控制方法 (57)摘要 本发明涉及柔性直流输电领域， 公开了一种 基于自适应下垂控制的直流线路潮流控制方法， 涉及柔性直流输电领域， 具体涉及一种基于VSC 换流器自适应下垂控制的直流线路潮流控制方 法。 为了在不安装任何新的功率变换器 设备的情 况下， 在发生突发事件时实现对HVDC网络线路潮 流的控制， 本发明建立了基于电压下垂控制的 VSC‑HVDC电网线 性化模型、 多个直流线路功率共 享与比例直流线路功率共享模型； 建立一种基于 自适应下垂控制的直流线路潮流控制方法， 实现 对线路潮流的控制。 本发明在有足够的自由度， 可以通过将任意VSC组合 设置为自适应下垂控制 模式来实现直流线路潮流调节， 灵活且易于实 现； 在自主控制中只有下垂电压参考变化， 不会 影响HVDC电网的稳定性。 权利要求书2页 说明书7页 附图3页 CN 115441506 A 2022.12.06 CN 115441506 A 1.一种基于自适应下垂控制的直 流线路潮流控制方法,其特 征在于： 包括以下步骤： 步骤S1： 建立基于电压下垂控制的VSC ‑HVDC电网线性 化模型模型； 步骤S2： 建立多个直 流线路功率共享模型； 步骤S3： 建立比例直 流线路功率共享模型； 步骤S4： 建立 一种基于自适应下垂控制的直 流线路潮流控制方法， 采用分层控制； 步骤S5： 在自主控制层利用多个直流线路功率共享模型或比例直流线路功率共享模型 配置自适应参 考电压V*； 步骤S6： 通过通信系统， 将V*传输至一次控制层； 步骤S7： 在一层控制 层中采用自适应下垂控制， VSC换流站根据收到的自适应参考电压 V*设置其参考功率， 并根据参 考功率对注入功率实施控制。 2.根据权利要求1所述的一种基于自适应下垂控制的直流线路潮流控制方法,其特征 在于： 所述步骤1中： 所述电压下垂控制中的VSC ‑HVDC电网线性化模型， 在突发事件前后运 行状态可表示 为： 其中 与ΔVi*分别为第 i个换流器参考功率和直流节点参考电压的变化； Pc,i*与Vi* 分别为第i个换流器参考功率和直流节点参考电压； ΔPc,i与ΔVi分别为第i个换流器实际 功率和直流节点实际电压的变化； Pc,i与Vi分别为第i个换流器实际功率和直流节点实际电 压； Ri为第i个换流器下垂系数； DC节点实际电压变化可以表示 为 其中 与ΔV*分别为直流节点参考功率和参考电压的变化； ΔV为直流节点实际电压 的变化； R为换流器下垂系数； J为HVDC网络雅可比矩阵。 3.根据权利要求2所述的一种基于自适应下垂控制的直流线路潮流控制方法,其特征 在于： 所述 突发事件主要有四类构成： 第一类是处于恒定有功功率控制的VSC注入功率变化， 用于如海上风力发电等可再生 能源的功率波动的情况； 第二类是处于恒定有功功 率控制的VSC中断； 对于前两种类型的突发事件， 被设置 为突发事件前后VSC有功 功率注入的差值； 第三类是处于下垂控制VSC中断； 在这种情况下， 将 断开的下垂控制的VSC当作处于恒 定有功功率控制的换流器， 设置其下垂系数R与初始有功注入Pinitial下降为零， 并设置 的值为‑Pinitial； 第四类是高压直流电网拓扑变化， 即断开或增加直流线路。 利用将直流电网拓扑变化 转化为直流节点功率变化的方法计算 4.根据权利要求1所述的一种基于自适应下垂控制的直流线路潮流控制方法， 其特征 在于， 根据所述多重直 流线路功率调节算法， 在突发事 件后直流线路功率可表示 为： 如果忽略二次项， 可以得到：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115441506 A 2其中PL为直流线路有功功率； ΔPL为直流线路功率变化向量； UW为直流节点离点电压； ΔUW为直流节点离点电压变化 向量； UL为直流线电压向量； ΔUL为直流线路电压变化 向量； YL为直流线路电导列向量； 因此， 通过结合(2)和(4)， 可以计算出实现直流线路功率调节的 直流参考电压变化向量ΔV*。 5.根据权利要求1所述的一种基于自适应下垂控制的直流线路潮流控制方法， 其特征 在于， 所述比例直 流线路功率共享模型如下： 在高压直流电网发生意外事件后， 指定的直流线路必须以理想的方式分担电力负荷， 以避免直 流线路过 载。 直流线路功率约束 可从直流线路电流约束中获得， 如下 所示： 其中 为直流线路电流约束； VN为HVDC网络直流电压标称值； 假设被指定为与直流 线功率限制成比例地分配有功功 率不匹配的直流线路的数量为q， 可以得到一个q ‑1方程组 如下： 其中PL为直流线路有功功率； 为直流线路功率约束； 因此， 通过将(2)、 (5)与(6) 相结合， 可以比例直 流线路功率共享的直 流参考电压变化向量ΔV*。 6.根据权利要求1所述的一种基于自适应下垂控制的直流线路潮流控制方法， 其特征 在于， 所述 步骤5中基于自适应下垂控制的直 流线路功率调节， 控制层次结构包括： 外部功率控制回路调 节注入VSC的有功和无功功率， 控制目标是d轴的有功功率控制或 直流电压降控制。 在自主控制层配置自适应参考电压V*， 实现控制直流线路功率调节或比 例直流线路功率共享， 利用积分控制器以实现基准电压的平稳变化， 以避免大的瞬态； 在一 层控制层中采用自适应下垂控制， VSC换流站根据收到的自适应参考电压V*设置其参考功 率， 并根据参 考功率对注入功率实施控制。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115441506 A 3