高压直流系统的控制方法、装置和电子设备

摘要

本发明提供了一种高压直流系统的控制方法、装置和电子设备。其中，方法包括：采集直流系统和交流系统的运行参数；判断运行参数是否满足预设的阈值范围；如果运行参数不满足阈值范围，确定交流系统的戴维南等值参数；获取功率参数；基于功率参数、戴维南等值参数和预先获取的交流电压参数确定直流系统的控制指令，并控制直流系统基于控制指令运行。可以显著抑制换相失败所引发的送端暂态电压扰动，减小故障期间高压直流传输功率的跌落程度，并抑制后续换相失败的发生概率，综合改善换相失败下交直流混联系统的暂态性能，对于保证高压直流系统的稳定运行具有重要意义。

权利要求

1.一种高压直流系统的控制方法，其特征在于，所述方法包括：采集直流系统和交流系统的运行参数；

判断所述运行参数是否满足预设的阈值范围；

如果所述运行参数不满足所述阈值范围，确定所述交流系统的戴维南等值参数；

获取功率参数；其中，所述功率参数包括：所述交流系统提供的有功功率和无功功率，所述直流系统消耗的有功功率和无功功率，以及换流站无功补偿装置提供的无功功率；

基于所述功率参数、所述戴维南等值参数和预先获取的交流电压参数确定所述直流系统的控制指令，并控制所述直流系统基于所述控制指令运行；

基于所述功率参数、所述戴维南等值参数和预先获取的交流电压参数确定所述直流系统的控制指令的步骤，包括：确定直流有功功率的第一函数和换流母线电压的第二函数；其中，所述第二函数与所述功率参数和所述戴维南等值参数相关；基于所述第一函数和所述第二函数确定评价函数，确定使所述评价函数最大的参考电流指令作为所述直流系统的控制指令；其中，所述评价函数最大表征所述直流有功功率的传输最大且所述换流母线电压的偏差最小；

所述第一函数为： ；Pd为计

算得到的直流有功功率，N为一个换流阀中6脉波换流器的数量，T为换流变压器变比，α为整流侧触发角，Up为换流母线电压，Xc为换相电抗，Id为整流侧的直流电流；

所述第二函数为：

；Es、R1、

X1为交流系统等值参数，P1、Q1为交流系统提供的功率；

所述评价函数为： ；k1为直流有功功

率传输最大目标的权重系数，k2为换流母线处电压偏差最小目标的权重系数，PdN为故障前的直流功率，UpN为换流母线额定电压。

2.根据权利要求1所述的高压直流系统的控制方法，其特征在于，所述运行参数包括：整流侧与逆变侧的触发角，所述逆变侧各个换流阀的熄弧角，所述整流侧与所述逆变侧的直流电压和直流电流，以及所述整流侧与所述逆变侧的交流电压。

3.根据权利要求2所述的高压直流系统的控制方法，其特征在于，判断所述运行参数是否满足预设的阈值范围的步骤，包括：判断所述整流侧的交流母线电压是否满足预设范围，且所述逆变侧的熄弧角是否大于预设阈值。

4.根据权利要求1所述的高压直流系统的控制方法，其特征在于，确定所述交流系统的戴维南等值参数的步骤，包括：采集所述交流系统的电压和电流，基于所述交流系统的电压和电流确定所述交流系统的戴维南等值参数；其中，所述戴维南等值参数包括：等值电压和等值阻抗。

5.根据权利要求1所述的高压直流系统的控制方法，其特征在于，控制所述直流系统基于所述控制指令运行的步骤之后，所述方法还包括：基于所述控制指令对逆变侧添加延时补偿。

6.根据权利要求1所述的高压直流系统的控制方法，其特征在于，基于所述直流系统的运行参数和所述交流系统的运行参数是否均满足预设的阈值范围的步骤之后，所述方法还包括：如果所述运行参数满足所述阈值范围，控制所述直流系统保持运行。

7.根据权利要求1所述的高压直流系统的控制方法，其特征在于，控制所述直流系统基于所述控制指令运行的步骤之后，所述方法还包括：判断所述直流系统和所述交流系统的当前的运行参数是否持续满足所述阈值范围；

如果当前的所述运行参数不持续满足所述阈值范围，基于当前的所述运行参数确定所述交流系统的戴维南等值参数；

如果当前的所述运行参数持续满足所述阈值范围，控制所述直流系统保持运行。

8.一种高压直流系统的控制装置，其特征在于，所述装置包括：运行参数采集模块，用于采集直流系统和交流系统的运行参数；

运行参数判断模块，用于判断所述运行参数是否满足预设的阈值范围；

戴维南等值参数确定模块，用于如果所述运行参数不满足所述阈值范围，确定所述交流系统的戴维南等值参数；

功率参数获取模块，用于获取功率参数；其中，所述功率参数包括：所述交流系统提供的有功功率和无功功率，所述直流系统消耗的有功功率和无功功率，以及换流站无功补偿装置提供的无功功率；

直流系统控制模块，用于基于所述功率参数、所述戴维南等值参数和预先获取的交流电压参数确定所述直流系统的控制指令，并控制所述直流系统基于所述控制指令运行；

所述直流系统控制模块，用于确定直流有功功率的第一函数和换流母线电压的第二函数；其中，所述第二函数与所述功率参数和所述戴维南等值参数相关；基于所述第一函数和所述第二函数确定评价函数，确定使所述评价函数最大的参考电流指令作为所述直流系统的控制指令；其中，所述评价函数最大表征所述直流有功功率的传输最大且所述换流母线电压的偏差最小；

所述第一函数为： ；Pd为计

算得到的直流有功功率，N为一个换流阀中6脉波换流器的数量，T为换流变压器变比，α为整流侧触发角，Up为换流母线电压，Xc为换相电抗，Id为整流侧的直流电流；

所述第二函数为：

；Es、R1、

X1为交流系统等值参数，P1、Q1为交流系统提供的功率；

所述评价函数为： ；k1为直流有功功

率传输最大目标的权重系数，k2为换流母线处电压偏差最小目标的权重系数，PdN为故障前的直流功率，UpN为换流母线额定电压。

9.一种电子设备，其特征在于，包括处理器和存储器，所述存储器存储有能够被所述处理器执行的计算机可执行指令，所述处理器执行所述计算机可执行指令以实现权利要求1至7任一项所述的高压直流系统的控制方法。

说明书

高压直流系统的控制方法、装置和电子设备

技术领域

[0001] 本发明涉及直流输电系统技术领域，尤其是涉及一种高压直流系统的控制方法、装置和电子设备。

背景技术

[0002] 常规高压直流系统（Line commutatedconverter based high voltage direct current，LCC‑HVDC）具有建设成本低、传输损耗小、输送距离远等优点，已成为远距离、大容量输送电力的最佳选择之一。目前，大规模交直流混联电网的格局已初步形成。LCC‑HVDC容易发生换相失败等故障，导致直流电压下降、直流过流以及电网波形畸变。在首次换相失败后的恢复过程中，若控制不当还可能引发后续换相失败，而直流系统多次换相失败则会引发降额运行、直流偏磁以及继电保护装置误动等问题，甚至导致直流闭锁和直流功率传输中断。此外，巨大的功率冲击将进一步导致送、受端交直流系统功率不平衡，其引发的送端“先低后高”暂态电压扰动将导致新能源机组大量脱网，严重威胁电力系统的安全稳定运行。

[0003] 传统的高压直流控制系统采用低压限流控制环节（VoltageDependent Current Order Limiter，VDCOL）在交流电压降低时限制直流电流指令，以期抑制换相失败。但大量研究表明VDCOL在抑制后续换相失败方面的效果较差。现有一些研究针对VDCOL做了改进，能够较好地抑制后续换相失败，但无法抑制换相失败引发的送端暂态电压扰动，直流送端的新能源机组仍面临故障穿越失败带来的脱网风险。此外，这些方案未考虑暂态过程中整流站与逆变站间通信延时造成的影响，方案在实际中的应用效果难以保证。

发明内容

[0004] 有鉴于此，本发明的目的在于提供一种高压直流系统的控制方法、装置和电子设备，以显著抑制换相失败所引发的送端暂态电压扰动，减小故障期间高压直流传输功率的跌落程度，并抑制后续换相失败的发生概率，综合改善换相失败下交直流混联系统的暂态性能，对于保证高压直流系统的稳定运行具有重要意义。

[0005] 第一方面，本发明实施例提供了一种高压直流系统的控制方法，方法包括：采集直流系统和交流系统的运行参数；判断运行参数是否满足预设的阈值范围；如果运行参数不满足阈值范围，确定交流系统的戴维南等值参数；获取功率参数；其中，功率参数包括：交流系统提供的有功功率和无功功率，直流系统消耗的有功功率和无功功率，以及换流站无功补偿装置提供的无功功率；基于功率参数、戴维南等值参数和预先获取的交流电压参数确定直流系统的控制指令，并控制直流系统基于控制指令运行。

[0006] 在本申请可选的实施例中，上述运行参数包括：整流侧与逆变侧的触发角，逆变侧各个换流阀的熄弧角，整流侧与逆变侧的直流电压和直流电流，以及整流侧与逆变侧的交流电压。

[0007] 在本申请可选的实施例中，上述判断运行参数是否满足预设的阈值范围的步骤，包括：判断整流侧的交流母线电压是否满足预设范围，且逆变侧的熄弧角是否大于预设阈值。

[0008] 在本申请可选的实施例中，上述确定交流系统的戴维南等值参数的步骤，包括：采集交流系统的电压和电流，基于交流系统的电压和电流确定交流系统的戴维南等值参数；其中，戴维南等值参数包括：等值电压和等值阻抗。

[0009] 在本申请可选的实施例中，上述基于功率参数、戴维南等值参数和预先获取的交流电压参数确定直流系统的控制指令的步骤，包括：确定直流有功功率的第一函数和换流母线电压的第二函数；其中，第二函数与功率参数和戴维南等值参数相关；基于第一函数和第二函数确定评价函数，确定使评价函数最大的参考电流指令作为直流系统的控制指令；其中，评价函数最大表征直流有功功率的传输最大且换流母线电压的偏差最小。

[0010] 在本申请可选的实施例中，上述控制直流系统基于控制指令运行的步骤之后，方法还包括：基于控制指令对逆变侧添加延时补偿。

[0011] 在本申请可选的实施例中，上述基于直流系统的运行参数和交流系统的运行参数是否均满足预设的阈值范围的步骤之后，方法还包括：如果运行参数满足阈值范围，控制直流系统保持运行。

[0012] 在本申请可选的实施例中，上述控制直流系统基于控制指令运行的步骤之后，方法还包括：判断直流系统和交流系统的当前的运行参数是否持续满足阈值范围；如果当前的运行参数不持续满足阈值范围，基于当前的运行参数确定交流系统的戴维南等值参数；如果当前的运行参数持续满足阈值范围，控制直流系统保持运行。

[0013] 第二方面，本发明实施例还提供一种高压直流系统的控制装置，装置包括：运行参数采集模块，用于采集直流系统和交流系统的运行参数；运行参数判断模块，用于判断运行参数是否满足预设的阈值范围；戴维南等值参数确定模块，用于如果运行参数不满足阈值范围，确定交流系统的戴维南等值参数；功率参数获取模块，用于获取功率参数；其中，功率参数包括：交流系统提供的有功功率和无功功率，直流系统消耗的有功功率和无功功率，以及换流站无功补偿装置提供的无功功率；直流系统控制模块，用于基于功率参数、戴维南等值参数和预先获取的交流电压参数确定直流系统的控制指令，并控制直流系统基于控制指令运行。

[0014] 第三方面，本发明实施例还提供了一种电子设备，包括处理器和存储器，该存储器存储有能够被该处理器执行的计算机可执行指令，该处理器执行该计算机可执行指令以实现上述高压直流系统的控制方法。

[0015] 本发明实施例带来了以下有益效果：

[0016] 本发明实施例提供了一种高压直流系统的控制方法、装置和电子设备，可以获取交流系统的戴维南等值参数，考虑交流系统强度的约束，以扰动期间直流传输功率最大和换流母线处电压偏差最小为目标在整流侧计算高压直流系统的控制指令，并考虑换流站间通信延时在逆变侧设置延时补偿环节。该方式中，可以显著抑制换相失败所引发的送端暂态电压扰动，减小故障期间高压直流传输功率的跌落程度，并抑制后续换相失败的发生概率，综合改善换相失败下交直流混联系统的暂态性能，对于保证高压直流系统的稳定运行具有重要意义。

[0017] 本公开的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，或者，部分特征和优点可以从说明书推知或毫无疑义地确定，或者通过实施本公开的上述技术即可得知。

[0018] 为使本公开的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

[0019] 为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0020] 图1为本发明实施例提供的一种典型的送端含风电场的双极高压直流系统的示意图；

[0021] 图2为本发明实施例提供的一种传统的高压直流输电控制系统的示意图；

[0022] 图3为本发明实施例提供的一种送端系统的简化等值电路的示意图；

[0023] 图4为本发明实施例提供的一种高压直流系统的控制方法的流程图；

[0024] 图5为本发明实施例提供的另一种高压直流系统的控制方法的流程图；

[0025] 图6为本发明实施例提供的一种高压直流系统的控制方法的示意图；

[0026] 图7为本发明实施例提供的一种高压直流系统的示意图；

[0027] 图8为本发明实施例提供的一种延时补偿方法的示意图；

[0028] 图9为本发明实施例提供的一种高压直流系统的控制装置的结构示意图；

[0029] 图10为本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图。

具体实施方式

[0030] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明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他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0031] 目前，现有的传统直流控制系统及改进方案无法抑制换相失败引发的送端暂态电压扰动，送端新能源机组面临脱网威胁；现有方案未考虑整流站与逆变站间通信延时造成的影响，现方案在实际中的应用效果难以保证。

[0032] 除此以外，现有方案未考虑暂态过程中交流系统电压支撑能力的变化，某些情况下可能导致直流系统运行于超出交流系统支撑能力的状态，导致交直流系统失稳。

[0033] 基于此，本发明实施例提供的一种高压直流系统的控制方法、装置和电子设备，具体提供了一种综合改善高压直流换相失败后交直流系统暂态性能的改进直流系统控制方法和装置。该方式中，可以显著抑制换相失败所引发的送端暂态电压扰动，减小故障期间高压直流传输功率的跌落程度，并抑制后续换相失败的发生概率，综合改善换相失败下交直流混联系统的暂态性能，对于保证高压直流系统的稳定运行具有重要意义。

[0034] 为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种高压直流系统的控制方法进行详细介绍。

[0035] 实施例一：

[0036] 本发明实施例提供一种高压直流系统的控制方法，本实施例提供的方法是针对常规高压直流系统而言的，需同时针对整流站与逆变站的控制策略作修改。

[0037] 可以参见图1所示的一种典型的送端含风电场的双极高压直流系统的示意图和图2所示的一种传统的高压直流输电控制系统的示意图。

[0038] 如图2所示，Idr为整流侧直流电流，Idr_order为直流电流指令，βrcc为整流侧超前触发角，αrcc为整流侧触发角，αmin为最小触发角，αr_order为整流侧触发角指令，Udi为逆变侧直流电压，Vdc_com为补偿后电压，Id_order为主控层给定的直流电流指令，Idi为逆变侧直流电流，Idr_error为电流偏差，γiY和γiΔ分别为Y和Δ阀组的关断角，CEC为电流偏差控制环节，σi,cec为CEC的输出，βicc和βcea分别为逆变侧定电流和定关断角控制的输出量，βi_order为逆变侧超前触发角指令，αi_order为逆变侧触发角指令。此外，图2中Min表示对输入量取小，Max表示对输入量取大，Min in 1 cycle表示取一周期（20ms）内输入量的最小值。

[0039] 为便于解释本发明的技术方案，可以参见图3所示的一种送端系统的简化等值电路的示意图，其中，包含风电场在内的交流系统采用戴维南等值表示，等值电压为Es，等值阻抗为R1+jX1，Ps+jQs表示等值电压源提供的功率，P1+jQ1表示交流系统向直流系统提供的功率，Pd+jQd表示直流系统吸收的功率，jQc表示无功补偿装置提供的无功，Bc为无功补偿装置的等值导纳。Up为换流母线处/公共连接点（PCC）的电压，Ud和Id分别为整流侧直流电压和直流电流。

[0040] 基于上述描述，参见图4所示的一种高压直流系统的控制方法的流程图，该高压直流系统的控制方法包括如下步骤：

[0041] 步骤S402，采集直流系统和交流系统的运行参数。

[0042] 高压直流系统包括常规直流和柔性直流两种，本实施例中提供的方法可以应用于常规高压直流系统。本实施例中可以实时采集直流系统的运行参数和交流系统的部分运行参数，以供后续步骤使用。

[0043] 步骤S404，判断运行参数是否满足预设的阈值范围。

[0044] 本实施例在确定直流系统和交流系统的运行参数之后，可以判断运行参数是否满足预设的阈值范围，如果运行参数满足阈值范围，则说明直流系统无需进行调节，可以控制直流系统继续运行。如果运行参数不满足阈值范围，则说明直流系统需要进行调节，需要重新确定直流系统的控制指令。

[0045] 步骤S406，如果运行参数不满足阈值范围，确定交流系统的戴维南等值参数。

[0046] 如果运行参数不满足阈值范围，本实施例可以根据实时采集的交流系统电压和电流估计交流系统的戴维南等值参数，以供后续步骤使用。

[0047] 步骤S408，获取功率参数；其中，功率参数包括：交流系统提供的有功功率和无功功率，直流系统消耗的有功功率和无功功率，以及换流站无功补偿装置提供的无功功率。

[0048] 本实施例中还可以获取一些功率参数，包括：交流系统提供的有功功率和无功功率，直流系统消耗的有功功率和无功功率，以及换流站无功补偿装置提供的无功功率等，以供后续步骤使用。

[0049] 步骤S410，基于功率参数、戴维南等值参数和预先获取的交流电压参数确定直流系统的控制指令，并控制直流系统基于控制指令运行。

[0050] 本实施例中可以基于前述步骤计算的功率参数和戴维南等值参数考虑故障期间直流有功功率传输最大以及换流母线处电压偏差最小，计算高压直流系统的控制指令，也可以称为参考电流指令。确定参考电流指令之后，本实施例可以控制直流系统基于控制指令运行。

[0051] 本发明实施例提供了一种高压直流系统的控制方法，可以获取交流系统的戴维南等值参数，考虑交流系统强度的约束，以扰动期间直流传输功率最大和换流母线处电压偏差最小为目标在整流侧计算高压直流系统的控制指令，并考虑换流站间通信延时在逆变侧设置延时补偿环节。该方式中，可以显著抑制换相失败所引发的送端暂态电压扰动，减小故障期间高压直流传输功率的跌落程度，并抑制后续换相失败的发生概率，综合改善换相失败下交直流混联系统的暂态性能，对于保证高压直流系统的稳定运行具有重要意义。

[0052] 实施例二：

[0053] 本实施例提供了另一种高压直流系统的控制方法，该方法在上述实施例的基础上实现，如图5所示的另一种高压直流系统的控制方法的流程图，本实施例中的高压直流系统的控制方法包括如下步骤：

[0054] 步骤S502，采集直流系统和交流系统的运行参数。

[0055] 具体地，本实施例中的运行参数可以包括：整流侧与逆变侧的触发角，逆变侧各个换流阀的熄弧角，整流侧与逆变侧的直流电压和直流电流，以及整流侧与逆变侧的交流电压。

[0056] 可以参见图6所示的一种高压直流系统的控制方法的示意图和图7所示的一种高压直流系统的示意图，在获取运行参数之后，可以供后续步骤使用。

[0057] 步骤S504，判断运行参数是否满足预设的阈值范围。

[0058] 具体地，本实施例可以判断整流侧的交流母线电压是否满足预设范围，且逆变侧的熄弧角是否大于预设阈值。

[0059] 本实施例可以根据运行参数进行运行模式判别与切换。根据实时检测的整流侧的交流母线电压Up以及逆变侧的熄弧角γ判断是否需要启动本实施例提供的方法。需要说明的是，本施例提供的方法既可用于调节整流侧交流电压，也可用于调节逆变侧电压。

[0060] 步骤S506，如果运行参数满足阈值范围，控制直流系统保持运行。

[0061] 由于大规模新能源基地主要位于直流送端，且直流换相失败造成的送端暂态电压扰动较受端更加严重，因此本实施例提供的方法可以调节送端电压为主要说明对象，即Up为整流侧交流母线电压。当实时检测到的Up标幺值及逆变侧熄弧角γ满足0.9＜Up＜1.1且γ＞10°时，认为系统处于正常运行状态，直流系统不采取额外措施，控制直流系统保持运行。当上述0.9＜Up＜1.1且γ＞10°的任一条件不满足时，认为系统出现故障，使能信号Ctrl取1，高压直流控制系统切换为本实施例提供的方法。

[0062] 步骤S508，如果运行参数不满足阈值范围，确定交流系统的戴维南等值参数。

[0063] 具体地，本实施例可以采集交流系统的电压和电流，基于交流系统的电压和电流确定交流系统的戴维南等值参数；其中，戴维南等值参数包括：等值电压和等值阻抗。

[0064] 本实施例可以根据实时采集的交流系统电压和电流估计交流系统的戴维南等值参数，包括等值电压Es和等值阻抗R1+jX1。

[0065] 步骤S510，获取功率参数；其中，功率参数包括：交流系统提供的有功功率和无功功率，直流系统消耗的有功功率和无功功率，以及换流站无功补偿装置提供的无功功率。

[0066] 本实施例可以测量交流系统提供的有功功率和无功功率，直流系统消耗的有功功率和无功功率，以及换流站无功补偿装置提供的无功功率。可选地，可以采取瞬时功率法来计算，该方法具有较快的计算速度和准确度。计算公式如下：

[0067] （1）

[0068] （2）

[0069] （3）

[0070] （4）

[0071] 其中，ua、ub、uc分别为三相电压，式（1）中的θ为A相电压相位，ia、ib、ic分别为三相电流，式（2）中的θ为A相电流相位，ud、uq分别为变换后的电压d轴和q轴分量，id、iq分别为变换后的电流d轴和q轴分量，p、q分别为瞬时有功功率和无功功率。

[0072] 步骤S512，基于功率参数、戴维南等值参数和预先获取的交流电压参数确定直流系统的控制指令，并控制直流系统基于控制指令运行。

[0073] 具体地，本实施例可以确定直流有功功率的第一函数和换流母线电压的第二函数；其中，第二函数与功率参数和戴维南等值参数相关；基于第一函数和第二函数确定评价函数，确定使评价函数最大的参考电流指令作为直流系统的控制指令；其中，评价函数最大表征直流有功功率的传输最大且换流母线电压的偏差最小。

[0074] 根据前述步骤，考虑故障期间直流有功功率传输最大以及换流母线处电压偏差最小，计算高压直流系统的控制指令，即参考电流指令。首先，可以：计算使故障期间直流有功功率传输最大的第一函数：

[0075] （5）

[0076] 式（5）中，Pd为计算得到的直流有功功率，N为一个换流阀中6脉波换流器的数量，对于12脉动换流阀而言N为2，T为换流变压器变比，α为整流侧触发角，α和Up均可实时获取，Xc为换相电抗。该式（5）中仅有Id一个自变量。

[0077] 其次，可以计算使扰动期间换流母线处电压偏差最小，即最接近额定值的第二函数。根据图3所示的简化等值电路，可以推导得到换流母线电压Up与交流系统等值参数Es、R1+jX1、交流系统提供的功率P1、Q1之间的关系如下：

[0078] （6）

[0079] 其中，根据图3可知，交流系统提供的功率P1、Q1满足如下关系：

[0080] （7）

[0081]（8）

[0082] 其中，Qc在步骤S510中计算获取，式（7）和（8）中仅有直流电流Id一个自变量，其他参数均为已知量，其中触发角α取额定触发角α0。

[0083] 需要说明的是，公式（6）中隐含着以下要求，这对于有功功率和无功功率的取值范围做了要求：

[0084] 。

[0085] 区别于现有技术的方法，该要求可保证本发明所提方法给出的参考电流指令在系统电压支撑强度变化时不会导致交直流系统失稳。

[0086] 最后，本实施例可以根据公式（5）的第一函数和公式（6）的第二函数，计算评价函数f(Id)。取故障前的直流功率为PdN，换流母线额定电压为UpN，评价函数如下：

[0087] (9)

[0088] 其中，k1、k2分别为直流有功功率传输最大目标以及换流母线处电压偏差最小目标的权重系数，可根据具体场景需要在[0, 1]范围内动态调整。此外，为了保证高压直流系统的正常运行，规定直流电流Id的取值范围为[0.1, 1]。

[0089] 在线进行交流系统戴维南参数估计，并结合所采集数据求解公式（5）‑公式（9），可实时获取使目标函数（9）最大的参考电流指令Idref1，将其作为高压直流系统的控制指令。

[0090] 除此以外，本实施例还可以基于控制指令对逆变侧添加延时补偿。

[0091] 前述步骤是在整流站根据整流侧的量测数据计算参考电流指令，对于整流侧而言计算延时可忽略，但实际中的高压直流系统整流站与逆变站之间通常距离数千公里，即使采用光纤通信，信号从整流站传输至逆变站也存在至少数十毫秒的通信延时。

[0092] 单次换相失败持续时间通常小于40 ms，其引发的暂态电压扰动持续时间不长于200ms。在如此短的暂态时间尺度下，通信延时对于控制方法的影响不可忽略。本发明提出在逆变侧添加延时补偿环节，以一定程度上消除换流站间通信延时带来的影响。

[0093] 参见图8所示的一种延时补偿方法的示意图。其中，i(t)为t时刻的参考电流指令，i1(t)、i2(t)、i3(t)分别为经1、2、3个采样周期τs延时后的参考电流指令，td为整流站与逆变站间的通信延时， 为延时补偿后的参考电流指令。补偿后传输到逆变侧的参考电流信号为Idref1_com。

[0094] 除此以外，在控制直流系统基于控制指令运行的步骤之后，本实施例还可以判断直流系统和交流系统的当前的运行参数是否持续满足阈值范围；如果当前的运行参数不持续满足阈值范围，基于当前的运行参数确定交流系统的戴维南等值参数；如果当前的运行参数持续满足阈值范围，控制直流系统保持运行。

[0095] 当实时检测到的整流侧的交流母线电压Up标幺值及逆变侧的熄弧角γ满足0.9＜Up＜1.1且γ＞10°且持续50 ms时，认为系统恢复正常运行状态，本实施例提供的控制方法退出运行，高压直流系统切换为常规控制。

[0096] 本发明实施例提供的上述方法，提出了一种协同控制策略，解决了常规方案无法抑制换相失败引发的送端暂态电压扰动的不足的问题，提升了故障期间的直流传输功率水平，本实施例的上述方法考虑了交流系统实时支撑强度的变化和换流站间通信延时的影响，可以避免控制不当导致系统失稳，综合改善了高压直流换相失败下交直流系统的暂态性能。

[0097] 本发明实施例提供的上述方法，可以显著抑制换相失败所引发的送端暂态电压扰动，减小故障期间高压直流传输功率的跌落程度，并抑制后续换相失败的发生概率，综合改善换相失败下交直流混联系统的暂态性能，对于保证高压直流系统的稳定运行具有重要意义。

[0098] 实施例三：

[0099] 对应于上述方法实施例，本发明实施例提供了一种高压直流系统的控制装置，参见图9所示的一种高压直流系统的控制装置的结构示意图，该高压直流系统的控制装置包括：

[0100] 运行参数采集模块91，用于采集直流系统和交流系统的运行参数；

[0101] 运行参数判断模块92，用于判断运行参数是否满足预设的阈值范围；

[0102] 戴维南等值参数确定模块93，用于如果运行参数不满足阈值范围，确定交流系统的戴维南等值参数；

[0103] 功率参数获取模块94，用于获取功率参数；其中，功率参数包括：交流系统提供的有功功率和无功功率，直流系统消耗的有功功率和无功功率，以及换流站无功补偿装置提供的无功功率；

[0104] 直流系统控制模块95，用于基于功率参数、戴维南等值参数和预先获取的交流电压参数确定直流系统的控制指令，并控制直流系统基于控制指令运行。

[0105] 本发明实施例提供了一种高压直流系统的控制装置，可以获取交流系统的戴维南等值参数，考虑交流系统强度的约束，以扰动期间直流传输功率最大和换流母线处电压偏差最小为目标在整流侧计算高压直流系统的控制指令，并考虑换流站间通信延时在逆变侧设置延时补偿环节。该方式中，可以显著抑制换相失败所引发的送端暂态电压扰动，减小故障期间高压直流传输功率的跌落程度，并抑制后续换相失败的发生概率，综合改善换相失败下交直流混联系统的暂态性能，对于保证高压直流系统的稳定运行具有重要意义。

[0106] 上述运行参数包括：整流侧与逆变侧的触发角，逆变侧各个换流阀的熄弧角，整流侧与逆变侧的直流电压和直流电流，以及整流侧与逆变侧的交流电压。

[0107] 上述运行参数判断模块，用于判断整流侧的交流母线电压是否满足预设范围，且逆变侧的熄弧角是否大于预设阈值。

[0108] 上述戴维南等值参数确定模块，用于采集交流系统的电压和电流，基于交流系统的电压和电流确定交流系统的戴维南等值参数；其中，戴维南等值参数包括：等值电压和等值阻抗。

[0109] 上述直流系统控制模块，用于确定直流有功功率的第一函数和换流母线电压的第二函数；其中，第二函数与功率参数和戴维南等值参数相关；基于第一函数和第二函数确定评价函数，确定使评价函数最大的参考电流指令作为直流系统的控制指令；其中，评价函数最大表征直流有功功率的传输最大且换流母线电压的偏差最小。

[0110] 上述装置还包括：延时补偿模块，用于基于控制指令对逆变侧添加延时补偿。

[0111] 上述直流系统控制模块，还用于如果运行参数满足阈值范围，控制直流系统保持运行。

[0112] 上述直流系统控制模块，还用于判断直流系统和交流系统的当前的运行参数是否持续满足阈值范围；如果当前的运行参数不持续满足阈值范围，基于当前的运行参数确定交流系统的戴维南等值参数；如果当前的运行参数持续满足阈值范围，控制直流系统保持运行。

[0113] 所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的高压直流系统的控制装置的具体工作过程，可以参考前述的高压直流系统的控制方法的实施例中的对应过程，在此不再赘述。

[0114] 实施例四：

[0115] 本发明实施例还提供了一种电子设备，用于运行上述高压直流系统的控制方法；参见图10所示的一种电子设备的结构示意图，该电子设备包括存储器100和处理器101，其中，存储器100用于存储一条或多条计算机指令，一条或多条计算机指令被处理器101执行，以实现上述高压直流系统的控制方法。

[0116] 进一步地，图10所示的电子设备还包括总线102和通信接口103，处理器101、通信接口103和存储器100通过总线102连接。

[0117] 其中，存储器100可能包含高速随机存取存储器（RAM，Random Access Memory），也可能还包括非不稳定的存储器（non‑volatilememory），例如至少一个磁盘存储器。通过至少一个通信接口103（可以是有线或者无线）实现该系统网元与至少一个其他网元之间的通信连接，可以使用互联网，广域网，本地网，城域网等。总线102可以是ISA总线、PCI总线或EISA总线等。总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图10中仅用一个双向箭头表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。

[0118] 处理器101可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器101中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器101可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital Signal Processor，简称DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC)、现场可编程门阵列(Field‑ProgrammableGate Array，简称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。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本发明实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器100，处理器101读取存储器100中的信息，结合其硬件完成前述实施例的方法的步骤。

[0119] 本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令在被处理器调用和执行时，计算机可执行指令促使处理器实现上述高压直流系统的控制方法，具体实现可参见方法实施例，在此不再赘述。

[0120] 本发明实施例所提供的高压直流系统的控制方法、装置和电子设备，包括存储了程序代码的计算机可读存储介质，程序代码包括的指令可用于执行前面方法实施例中的方法，具体实现可参见方法实施例，在此不再赘述。

[0121] 所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统和/或装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

[0122] 另外，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

[0123] 所述功能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，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，Read‑Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

[0124] 在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

[0125] 最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。