1.一种抑制特高压直流连续换向失败的预防控制方法,其特征是,包括以下过程:S1,对全局控制目标函数进行求解,获得换流站母线电压最优值,将换流站母线电压最优值作为二级电压控制中换流站母线电压参考值,其中,所述全局控制目标函数以网损最小以及换流站母线电压最大为目标;S2,将特高压直流近区内与特高压直流系统直接相连的二级电压控制分区划分为主控区域,特高压直流近区内非主控区域划分为协控区域;主控区域内,对主控区域目标函数对进行求解,获得发电机无功出力最优解,将此最优解作为发电机机组无功目标值下发给特高压直流近区机组,实现主控区域内无功调节;其中,所述主控区域目标函数以调整发电机无功使换流站母线电压在控制后与参考值偏差最小且发电机之间无功出力均衡为目标;协控区域内,以稳态控制时近区电压偏差最小为目标实现协控区域内无功调节;主控区域和协控区域两个区域独立完成无功调节,以实现特高压直流近区的无功调节;所述主控区域目标函数如下:式中, 为换流站母线电压参考值,‖·‖ 2 为范数的平方,ΔQ G 作为控制变量,表示主控区域控制发电机的无功出力调节量;W p >0和W q >0为权重系数;S vg 为电压无功灵敏度矩阵;U cnv 为换流站母线电压;Q G 为发电机节点的无功,Q G.max 和Q G.min 为发电机节点的无功上下限;所述主控区域目标函数满足如下约束:增加故障场景,该场景下特高压直流母线电压运行约束如下:其中f为预想故障,F为预想故障集,t 0 为故障切除时刻,Δt为200ms,I(t 0 +Δt)是t 0 +Δt时刻的电压无功灵敏度, 为主控区域t 0 时刻机组的无功初始值,Q cf (t 0 +Δt)为故障切除后200ms的无功出力,ε>0为控制死区,U cnv 为换流站母线电压,ΔU cnv | f 为预想故障下换流站母线电压降。
2.根据权利要求1所述的一种抑制特高压直流连续换向失败的预防控制方法,其特征是,S1中,所述目标函数如下:min{P Loss -λ 1 U cnv }其中,其中P Loss 为系统网损,其计算公式为 n为系统节点数,U i 和δ i 分别为节点i的电压幅值和相位,U j 和δ j 分别为节点j的电压幅值和相位,G ij 为节点i,j在导纳矩阵中的实部,U cnv 为换流站母线电压,λ 1 >0为权重系数。
3.根据权利要求2所述的一种抑制特高压直流连续换向失败的预防控制方法,其特征是,S1中,目标函数满足以下约束:1)稳态功率平衡方程:交流近区的有功和无功功率方程为:式中,ΔP i 和ΔQ i 分别为节点i的有功功率和无功功率变化量,P i 和Q i 分别为节点i的有功功率和无功功率,δ ij =δ i -δ j 为节点i,j的相位差,G ij 和B ij 分别为节点i,j在导纳矩阵中的实部和虚部;2)状态变量的稳态不等式约束式中,U i 为交流母线i的电压,U imax ,U imin 为母线i的电压上下限,U cnv.max ,U cnv.min 分别表示特高压换流站母线的电压上下限电压;3)控制变量的不等约束Q G.min ≤Q G ≤Q G.max G∈S GB imin ≤B i ≤B imax i∈S cT imin ≤T i ≤T imax i∈S T式中,Q G 为发电机节点的无功,Q G.min ,Q G.max 为发电机节点的无功上下限,B i 为电容器i的导纳,B imin ,B imax 为电容器i的导纳上下限,T i 为主变i的档位,T imin ,T imax 为主变i的档位上下限,S G 为发电机组集合,S c 为电容器集合,S T 为主变集合。
4.一种抑制特高压直流连续换向失败的预防控制系统,其特征是,包括全局优化控制模块和二级电压控制模块;全局优化控制模块,用于对全局控制目标函数进行求解,获得换流站母线电压最优值,将换流站母线电压最优值作为二级电压控制中换流站母线电压参考值,其中,所述全局控制目标函数以网损最小以及换流站母线电压最大为目标;二级电压控制模块,将特高压直流近区内与特高压直流系统直接相连的二级电压控制分区划分为主控区域,特高压直流近区内非主控区域划分为协控区域;主控区域内,对主控区域目标函数对进行求解,获得发电机无功出力最优解,将此最优解作为发电机机组无功目标值下发给特高压直流近区机组,实现主控区域内无功调节;其中,所述主控区域目标函数以调整发电机无功使换流站母线电压在控制后与参考值偏差最小且发电机之间无功出力均衡为目标;协控区域内,以稳态控制时近区电压偏差最小为目标实现协控区域内无功调节;主控区域和协控区域两个区域独立完成无功调节,以实现特高压直流近区的无功调节;所述主控区域目标函数如下:式中, 为换流站母线电压参考值,‖·‖ 2 为范数的平方,ΔQ G 作为控制变量,表示主控区域控制发电机的无功出力调节量;W p >0和W q >0为权重系数;S vg 为电压无功灵敏度矩阵;U cnv 为换流站母线电压;Q G 为发电机节点的无功,Q G.max 和Q G.min 为发电机节点的无功上下限;所述主控区域目标函数满足如下约束:增加故障场景,该场景下特高压直流母线电压运行约束如下:其中f为预想故障,F为预想故障集,t 0 为故障切除时刻,Δt为200ms,I(t 0 +Δt)是t 0 +Δt时刻的电压无功灵敏度, 为主控区域t 0 时刻机组的无功初始值,Q cf (t 0 +Δt)为故障切除后200ms的无功出力,ε>0为控制死区,U cnv 为换流站母线电压,ΔU cnv | f 为预想故障下换流站母线电压降。
5.根据权利要求4所述的一种抑制特高压直流连续换向失败的预防控制系统,其特征是,全局优化控制模块中,所述目标函数如下:min{P Loss -λ 1 U cnv }其中,其中P Loss 为系统网损,其计算公式为 n为系统节点数,U i 和δ i 分别为节点i的电压幅值和相位,U j 和δ j 分别为节点j的电压幅值和相位,G ij 为节点i,j在导纳矩阵中的实部,U cnv 为换流站母线电压,λ 1 >0为权重系数。
6.根据权利要求5所述的一种抑制特高压直流连续换向失败的预防控制系统,其特征是,全局优化控制模块中,目标函数满足以下约束:1)稳态功率平衡方程:交流近区的有功和无功功率方程为:式中,ΔP i 和ΔQ i 分别为节点i的有功功率和无功功率变化量,P i 和Q i 分别为节点i的有功功率和无功功率,δ ij =δ i -δ j 为节点i,j的相位差,G ij 和B ij 分别为节点i,j在导纳矩阵中的实部和虚部;2)状态变量的稳态不等式约束式中,U i 为交流母线i的电压,U imax ,U imin 为该母线i的电压上下限,U cnv.max ,U cnv.min 分别表示特高压换流站母线的电压上下限电压;3)控制变量的不等约束Q G.min ≤Q G ≤Q G.max G∈S GB imin ≤B i ≤B imax i∈S cT imin ≤T i ≤T imax i∈S T式中,Q G 为发电机节点的无功,Q G.min ,Q G.max 为发电机节点的无功上下限,B i 为电容器i的导纳,B imin ,B imax 为电容器i的导纳上下限,T i 为主变i的档位,T imin ,T imax 为主变i的档位上下限,S G 为发电机组集合,S c 为电容器集合,S T 为主变集合。