输电系统中基于电压下垂的方法与流程

本发明特别涉及一种输电系统中的方法，该方法用于使用基于电压下垂的控制方法来控制输电系统的操作。

背景技术：

通常，难以控制诸如多终端高压直流(hvdc)输电系统之类的多终端输电系统的操作。对于多终端输电系统，本文中意指包括两个以上互连的终端或换流站的输电系统。多终端输电系统可以例如包括dc电网(诸如例如，hvdc电网)或由该dc电网构成。在下文中，这样的多终端输电系统可以被称为dc电网，而没有任何一般性损失，并且应当理解，即使本文中可能参考dc电网，dc电网也可以代替地被称为另一类型的多终端输电系统，诸如例如，hvdc输电系统。

现有hvdc输电系统通常由点对点输电系统构成，即，包括不多于两个终端的输电系统。然而，借助于电压源转换器(vsc)技术，可以促进或甚至启用多终端输电系统的控制。

控制dc电网操作的主要方面之一是dc电网的主控制，即，dc电网的有功功率和dc电压的控制，尤其是如果或当dc电网受到干扰时、诸如例如一个或多个换流站与剩余dc电网的至少一部分断开连接(其可以称为(多个)换流站的跳闸)时的控制。dc电网可能受到的这种干扰可以被称为dc电网中的计划外功率失衡。

在dc电网中存在功率过剩的情况下，即，如果注入dc电网中的功率比从dc电网中提取的功率高，则dc电网的dc电压通常会增加。反之亦然，在dc电网中存在功率不足的情况下，即，如果从dc电网中提取的功率比注入dc电网中的功率高，则dc电网的dc电压通常会减少。

一般而言，对dc电网的初级控制可以在dc电网中的计划外功率失衡方面具有两个主要目的。这些主要目的在于，针对dc电网中这种计划外功率失衡的所有可能原因来确保dc电网中换流站dc电压的幅度保持在相应的目标dc电压范围(或允许的dc电压范围)内，并且控制在dc电网中的功率失衡期间如何分配dc电网中不同换流站处的功率。已经提出了用于控制dc电网的操作的不同方法，诸如例如电压裕量方法和不同的下垂控制方法。

已经通过基于ac功率系统中相对于频率偏差而下垂的功率偏差的控制概念的启发，而设计了许多基于dc功率系统中相对于电压偏差而下垂的功率偏差的控制概念。然而，在dc功率系统(诸如dc电网)中，没有天然发生的信号(对于常见的换流站而言)，该信号反映dc功率系统中功率平衡(例如，反映关于换流站上的dc电压分布的dc功率系统中的总功率)。在ac功率系统中，频率构成这种信号(至少在ac功率系统的稳定状态下)。对于dc电网提出的下垂控制方法通常基于在每个换流站本地进行的dc电压测量。然而，由于跨传送功率的dc电网的dc电压可能在一定程度上变化，所以功率传送期间的电压下垂可能导致难以实现对dc电网的高度精确的主控制。wo2012/000549a1中公开了另一类型的下垂控制方法。

技术实现要素：

wo2012/000549a1中公开的方法是一种用于控制dc输电网络内的功率流的方法，并且可以被称为导频(pilot)电压下垂控制方法。导频电压下垂控制方法基于生成和使用信号，该信号反映dc功率系统中关于换流站上的dc电压分布的总功率。该信号对dc输电网络中所有使用导频电压下垂控制方法控制的所有换流站是共用的(即，由它们共享)，并且该信号可以被传送到这些换流站中的至少一个换流站或者从这些换流站中的至少一个换流站被传送，使得该信号可供所有这些换流站使用。例如，该信号可以包括dc输电网络的换流站中的一个换流站的电压、或者dc输电网络的换流站中的若干换流站的电压的平均值。通过向使用导频电压下垂控制方法控制的dc输电网络中的所有换流站提供该信号，可以向所有这些换流站提供反映dc功率系统中功率平衡的信号(例如，其反映dc功率系统中关于换流站上的dc电压分配的总功率)，这类似于ac功率系统中的频率控制方法如何将ac功率系统中的频率用作针对ac功率系统中的终端的共用信号。

图1是用于dc输电网络中的换流站的导频电压下垂控制方法的示例的示意图。图1所示的方法可以应用于dc输电网络中的每个换流站，该dc输电网络使用导频电压下垂控制方法被控制。根据所图示的示例，换流站是vsc站，并且根据vsc操作原理进行操作。换流站的ac侧可以连接到ac功率系统网络中的公共耦合点(pcc)，而dc侧可以连接到dc输电网络。换流站可以通过控制pcc处的ac电压或pcc处注入到ac功率系统中的无功功率的数量、并且控制换流站的dc侧或dc终端处的dc电压v或注入到ac功率系统中的有功功率的数量而被控制。例如，可以在pcc处测量从ac侧流入换流站的功率p。功率p可以与参考功率pref进行比较。作为备选，参考功率可以被称为例如针对换流站的目标功率。

参考图1，在101处，确定差异pref–p。

进一步地，在102处，确定差异vpilot,ref–vpilot。如前所述，vpilot(所谓的导频电压)可以被确定为dc输电网络的换流站中的一个选择的换流站的电压。在dc输电网络中，换流站中的选择的换流站可以被称为导频换流站或导频节点。vpilot,ref是导频电压参考，其作为备选可以称为导频电压目标。差异vpilot,ref–vpilot或各个值vpilot和vpilot,ref可以分别被传送到使用导频电压下垂控制方法控制的所有其他换流站。因此，使用导频电压下垂控制方法控制的所有其他换流站都可以具有可用的导频电压差异vpilot,ref–vpilot。在稳定状态下，对于使用导频电压下垂控制方法控制的换流站中的每个换流站，以下关系可以成立：(pref–p)+(vpilot,ref–vpilot)d＝0，其中d是针对换流站的下垂常数。d可以大于或等于零。

在103处，确定dp＝(vpilot,ref–vpilot)d，并且从103中输出dp，如图1所示。

在104处，确定(pref–p)+(vpilot,ref–vpilot)d＝(pref–p)+dp。

在104处确定的数量或信号(pref–p)+dp可以被输入到控制块或调节装置105，其例如可以包括如图1所示的pi调节器，该pi调节器包括比例增益设备和积分增益设备。从控制块105输出的信号可以例如用于控制电路或控制回路，以用于向换流站的半导体设备提供开关脉冲。

由上可知，如果vpilot,ref–vpilot＝0，则对于所有换流站将满足以下条件：pref–p＝0，这意味着对于所有换流站，从其ac侧流入换流站的功率将等于其参考功率。更进一步地，如果(vpilot,ref–vpilot)>0，则dp＝(vpilot,ref–vpilot)d>0，因此(pref–p)＝–dp<0。并且，如果vpilot,ref–vpilot<0，则dp＝(vpilot,ref–vpilot)d<0，因此(pref–p)＝–dp>0。因此，如果导频电压差异为正(如果dc输电网络中的功率不足则为这种情况(诸如如前所述))，则充当整流器的换流站将增加其向dc输电网络注入的功率，而充当逆变器的换流站将减少其从dc输电网络中提取的功率。如果导频电压差异为负，则情况相反。因此，如果导频电压差异为负(如果dc输电网络中存在功率过剩则为这种情况(诸如如上文所述))，则用作整流器的换流站将减少其向dc输电网络注入的功率，而充当逆变器的换流站将增加其从dc输电网络中提取的功率。

如在b.berggren等人的“dcgridcontrolthroughthepilotvoltagedroopconcept–methodologyforestablishingdroopconstants”，ieeetransactionsonpowersystems，volume30,no.5,pages2312-2320,september2015中所描述的，可以确定下垂常数d，使得导频电压保持在目标dc电压范围(或允许的dc电压范围)内，并且使得可以实现在控制dc输电网络中的不同的换流站处的功率在dc输电网络中的功率失衡期间如何进行分配时的相对较高的灵活性。

即使用于dc输电网络中的换流站的上述导频电压下垂控制方法促进或允许实现在控制dc输电网络中的不同的换流站处的功率在dc输电网络中的功率失衡期间如何进行分配时的相对较高的灵活性，在本领域中仍然需要进一步增加这种灵活性。在下文中，对示例场景进行描述，以说明期望何时实现在控制dc输电网络中的不同的换流站处的功率在dc输电网络中的功率失衡期间如何进行分配时的相对较高的灵活性。在该示例场景中，换流站使用上述导频电压下垂控制方法来控制。

根据上述导频电压下垂控制方法，存在与使用导频电压下垂控制方法控制的每个换流站相关联的一个下垂常数d。因此，这些换流站中的每个换流站将以相同的下垂常数做出响应，而不管dc输电网络中存在功率过剩还是dc输电网络中存在功率不足(诸如如上文所述)。

假设dc输电网络或dc电网包括四个换流站，其中两个换流站通常在整流器模式下(即，作为整流器)操作，另外两个换流站通常在逆变器模式下(即，作为逆变器)操作。进一步地，假设四个换流站被配置为使得dc输电网络或dc电网的总整流容量或能力对应于或基本上对应于dc输电网络或dc电网的总逆变容量或能力。当dc输电网络或dc电网处于在整流器模式下操作的换流站和在逆变器模式操作的换流站两者负载相对较高的操作点时，在整流器模式下操作的换流站和在逆变器模式操作的换流站两者将分别接近其关于整流和逆变的最大容量或能力。如前所述，dc输电网络或dc电网可能会受到干扰，诸如例如，换流站中的一个换流站与其余dc输电网络的至少一部分断开连接，这可以会被称为换流站的跳闸。进一步地，假设所有四个换流站都使用上述导频电压下垂控制方法来控制，如果在逆变器模式下操作的换流站跳闸，则优选的是，在整流器模式下操作的换流站的整流功率显著降低，因为在逆变器模式下操作(其未跳闸)的另一换流站可能接近其关于逆变的最大容量或最大能力，因此可能无法显著增加其逆变功率以便补偿已经跳闸的在逆变器模式下操作的换流站。因此，在这种情况下，期望在逆变器模式下操作(其未跳闸)的另一换流站具有相对较小的下垂常数，并且在整流器模式下操作的换流站具有相对较大的下垂常数。类似地，如果在整流器模式下操作的换流站跳闸，则优选的是，在逆变器模式下操作的换流站的逆变功率显著降低，因为在整流器模式下操作(其未跳闸)的另一换流站可能接近其关于整流的最大容量或能力，因此可能无法显著增加其整流功率以便补偿已经跳闸的在整流器模式下操作的换流站。在这种情况下，期望在整流模式下操作(其未跳闸)的另一换流站具有相对较小的下垂常数，并且在逆变模式下操作的换流站具有较大的下垂常数。然而，根据上述的导频电压下垂控制方法，在每个换流站仅与一个下垂常数相关联的情况下，当然不可能同时使下垂常数相对较大和相对较小。然而，这是优选的，因为在dc输电网络的四个换流站中的一个换流站跳闸的情况下，如果跳闸的换流站在逆变器模式或整流器模式下操作，则可能不是先验已知的。

鉴于前述内容，本发明的关注点是提供一种输电系统中的用于基于导频电压下垂控制方法来控制输电系统的操作的方法，该方法促进或允许在控制输电系统中的终端的操作时(例如，只有当输电网络受到干扰时)的更大灵活性。

为了解决该关注点和其他关注点中的至少一个关注点，提供了根据独立权利要求的输电系统中的方法以及被配置为与该输电系统结合使用的处理和/或控制单元。优选实施例由从属权利要求限定。

根据第一方面，提供了一种输电系统中的方法。该输电系统包括多个互连的换流站。该输电系统中可以包括多个换流站，即，输电系统中可以包括两个或更多个换流站。换流站中的每个换流站可以被配置为将dc功率转换为ac功率，反之亦然。换流站的操作可以借助于向换流站中的相应换流站提供至少一个控制信号而被控制。该方法包括确定导频反馈信号。作为备选，该导频反馈信号可以被称为主反馈信号。导频反馈信号基于输电系统中的至少一个电压电平，并且可能基于参考电压电平。导频反馈信号对于所有的换流站(或至少被包括在输电系统中并且使用根据第一方面的方法控制其操作的换流站)是共用的。确定输电系统功率流参数，输电系统功率流参数指示进入输电系统中的功率流与离开输电系统中的功率流之间的差异。输电系统功率流参数基于导频反馈信号而被确定。对于换流站中的每个换流站，下垂误差信号基于输电系统功率流参数而被确定。对于换流站中的每个换流站，确定至少一个控制信号，该至少一个控制信号至少基于为该换流站确定的下垂误差信号而被确定。换流站中的相应换流站的操作通过向换流站中的每个换流站提供为该换流站确定的至少一个控制信号而被控制。

借助于控制换流站中的相应换流站的操作，通过向换流站中的相应换流站提供为换流站中的该相应换流站确定的控制信号，又可以控制输电系统中的功率流。

如前所述，被确定的输电系统功率流参数指示进入输电系统的功率流与离开输电系统的功率流之间的差异，并且针对换流站中的相应换流站确定的下垂误差信号基于输电系统功率流参数而被确定。因此，下垂误差信号可以取决于进入输电系统的功率流与离开输电系统的功率流之间的差异。

如前面参考上述用于包括使用导频电压下垂控制方法控制的四个换流站的dc输电网络或dc电网的示例性场景所指示的，输电系统的换流站中的一些换流站可以(主要)在整流器模式下(即，作为整流器)操作，而其他换流站(或其余换流站)可以(主要)在逆变器模式下(即，作为逆变器)操作。

在输电系统的换流站中的一个换流站与剩余输电系统的至少一部分断开连接的情况下(这可以被称为换流站的跳闸)，如果跳闸的换流站在整流器模式下操作，则输电网络中将存在功率不足(即，与注入输电系统的功率相比较，从输电系统提取的功率更高)。另一方面，如果跳闸的换流站在逆变器模式下操作，则输电系统中存在功率过剩(即，与从输电系统中提取的功率相比较，注入输电系统中的功率更高)。由于所确定的输电系统功率流参数指示进入输电系统的功率流与离开输电系统的功率流之间的差异、并且针对换流站中的相应换流站确定的下垂误差信号基于输电系统功率流参数而被确定，所以为换流站中的每个换流站确定的下垂误差信号(并且因此，至少一个控制信号)将输电系统中是存在功率过剩还是存在功率不足考虑在内。例如，相对于上述导频电压下降控制方法，这可以促进增加控制输电系统中的换流站的操作中的灵活性。

可以基于导频反馈信号来确定输电系统功率流参数。例如，输电系统功率流参数可以被确定为等于导频反馈信号或者是导频反馈信号的函数(例如，与导频反馈信号成比例)。

例如，参考图1，导频反馈信号可以包括差异vpilot,ref–vpilot或由差异vpilot,ref–vpilot构成，其中导频电压vpilot可以被确定为输电系统的换流站中的一个选择的换流站的电压。在输电系统中，换流站中的选择的换流站可以被称为导频换流站或导频节点。vpilot,ref是导频电压参考，其作为备选可以称为导频电压目标。导频电压差异vpilot,ref–vpilot或各个值vpilot和vpilot,ref可以被分别传送到所有其他换流站，这些换流站均按照根据第一方面的方法进行控制。根据前面的描述，如果导频电压差异vpilot,ref–vpilot为正，则输电系统中存在功率不足，如果导频电压差异vpilot,ref–vpilot为负，则输电系统中存在功率过剩。因此，通过基于导频反馈信号来确定输电系统功率流参数，输电系统功率流参数可以指示进入输电系统的功率流与离开输电系统的功率流之间的差异。

输电系统可以包括多终端输电系统，并且可以包括dc功率系统，诸如例如hvdc功率系统。输电系统可以包括dc电网(诸如例如hvdc电网)，或由dc电网构成。输电系统可以包括三个或更多个互连的换流站。

导频反馈电压信号所基于的输电系统中的至少一个电压电平可以基于换流站中的至少一个换流站的至少一个电压电平，并且可能基于换流站中的若干换流站的至少一个电压电平(例如，基于换流站中的一些换流站中的相应换流站的电压电平的平均电压电平)。换流站中的至少一个换流站中的至少一个电压电平可以是感测或测量的电压电平，其可以例如由(多个)相应换流站处或被包括在(多个)相应换流站中的电压传感器所感测或测量。

如前所述，导频反馈信号可以例如至少基于输电系统中的至少一个电压电平与参考电压电平之间的差异。

应当理解，输电系统中可以存在附加换流站，这些换流站的操作可能不由根据第一方面的方法来控制。因此，并非可以被包括在输电系统中的每个换流站都可以根据第一方面的方法来控制。

例如，可以基于下垂参数来确定下垂误差信号。对于换流站中的每个换流站，可以选择至少两个下垂常数中的一个下垂常数，并且可以基于选择的下垂常数来确定下垂参数。至少两个下垂常数中的每个下垂常数可以具有与输电系统功率流参数的值或值范围相对应的选择的或预先定义的值。例如，如果与流出输电系统的功率相比较，更多的功率流入输电系统，则可以选择至少两个下垂常数中的某个下垂常数，而如果与流出输电系统的功率相比较，更少的功率流入到输电系统中，可以选择至少两个下垂常数中的另一下垂常数。

根据本发明的实施例，可以基于下垂参数来确定下垂误差信号，并且对于换流站中的每个换流站，可以选择两个下垂常数中的一个下垂常数，其中下垂参数基于选择的下垂常数而被确定。两个下垂常数中的每个下垂常数都可以具有与输电系统功率流参数的符号相对应的选择的或预先定义的值。因此，如果输电系统功率流参数的值的符号例如为正，则可以选择两个下垂常数中的某个下垂常数，而如果输电系统功率流参数的值的符号为负，则可以选择两个下垂常数中的另一下垂常数。如前所述，输电系统功率流参数可以基于导频反馈信号而被确定，例如，等于导频反馈信号。并且参考图1，导频反馈信号可以例如包括差异vpilot,ref–vpilot或由差异vpilot,ref–vpilot构成，其中差异vpilot,ref–vpilot的符号指示输电系统中是存在功率不足还是存在功率过剩(当差异vpilot,ref–vpilot的符号分别为负和正时)。因此，基于差异vpilot,ref–vpilot的符号，可以选择两个下垂常数中的一个下垂常数。并且如前所述，可以基于选择的下垂常数来确定下垂参数，并且又可以基于下降参数来确定下垂误差信号。

参考上述示例中的任何示例，下垂参数可以被确定为等于选择的下垂常数。下垂误差信号可以通过将下垂参数与输电系统功率流参数相乘而被确定。

根据本发明的另一实施例，下垂误差信号可以基于下垂参数而被确定，并且对于换流站中的每个换流站，可以从与换流站相关联的至少两个下垂常数的集合中选择下垂常数作为下垂参数，其中针对换流站的下垂误差信号基于选择的下垂常数而被确定。至少两个下垂常数中的每个下垂常数可以具有与输电系统功率流参数的值或值范围相对应的选择的或预先定义的值。

与换流站中的至少一个换流站相关联的至少两个下垂常数的集合可以不同于与至少一个其他换流站相关联的至少两个下垂常数的集合。与换流站中的至少一个换流站相关联的至少两个下垂常数的集合不同于与换流站中的另一换流站相关联的至少两个下垂常数的集合意指第一下垂常数集合中的至少一个下垂常数(该第一下垂常数集合与换流站中的至少一个换流站相关联)可以不同于第二下垂常数集合中的至少一个下垂常数(该第二下垂常数集合与换流站中的另一换流站相关联)。另外或作为备选，这意指第一下垂常数集合中的元素的数目不同于第二下垂常数集合中的元素的数目。

根据本发明的另一示例性实施例，与换流站中的相应换流站相关联的至少两个下垂常数的集合可以相同。

导频反馈电压电平可以至少基于换流站中的一个预先确定(或选择)的换流站的电压电平、并且可能基于参考电压电平而被确定。参考电压电平可以是换流站中的该一个预先确定(或选择的)的换流站的参考电压电平或目标电压电平。导频反馈电压电平例如可以至少基于换流站中的一个预先确定的换流站的电压电平与参考电压电平之间的差异而被确定。

例如，导频反馈信号可以基于换流站中的至少两个换流站的电压电平的组合、并且可能基于参考电压电平而被确定。例如，导频反馈信号可以至少基于可以基于换流站中的至少两个换流站的电压电平的组合的电压电平与参考电压电平之间的差异而被确定。换流站中的至少两个换流站的电压电平的组合例如可以通过对换流站中的至少两个换流站的电压电平求平均来确定。对换流站中的至少两个换流站的电压电平求平均可以包括：确定换流站中的至少两个换流站的电压电平的加权平均值。例如，导频反馈信号可以至少基于通过对换流站中的至少两个换流站的电压电平求平均所确定的平均电压电平与参考电压电平之间的差异而被确定。

输电系统可以包括通信装置，通信装置可以被配置为准许换流站中的至少一些换流站之间的通信。导频反馈信号可以经由通信装置而被传送到换流站中的至少一个换流站。通信装置可以包括任何适当的无线和/或有线通信装置(诸如例如，本领域中已知的任何适当的无线和/或有线通信装置)或由其构成。例如，通信装置可以例如包括无线通信网络，该无线通信网络准许以无线方式(例如，借助于射频(rf)通信)在输电系统中的换流站中的至少一些换流站之间进行通信。输电系统中的换流站中的至少一些换流站之间的通信可以例如利用本领域中已知的任何适当的通信协议。

进一步地，确定针对换流站中的每个换流站的控制信号可以基于反馈功率流。反馈功率流可以基于输电系统中的功率流以及参考功率流。反馈功率流可以例如基于输电系统中的功率流与参考功率流之间的差异。

每个换流站可以具有连接到ac功率系统的ac侧。每个换流站可以另外地具有连接到dc功率系统的dc侧。对于换流站中的每个换流站，反馈功率流可以至少基于从其ac侧流入该换流站的功率流以及针对该换流站的参考功率流而被确定。例如，换流站中的每个换流站的反馈功率流可以基于从其ac侧进入换流站的功率流与参考功率流之间的差异。进一步地，确定针对换流站中的每个换流站的控制信号可以基于针对换流站中的相应换流站的反馈功率流。

换流站中的每个换流站可以包括至少一个换流阀，至少一个换流阀能够借助于向其提供至少一个换流阀电流次序而被控制。控制换流站中的相应换流站的操作可以包括：基于针对换流站中的相应换流站确定的控制信号，来确定针对换流站中的相应换流站的至少一个换流阀的至少一个换流阀电流次序；以及向换流站中的每个换流站提供对应的至少一个换流阀电流次序。

根据第二方面，提供一种处理和/或控制单元，该处理和/或控制单元被配置为与包括多个互连的换流站的输电系统结合使用，其中换流站的操作可以通过借助于向换流站中的相应换流站提供至少一个控制信号而被控制。处理和/或控制单元被配置为确定导频反馈信号。导频反馈信号基于输电系统中的至少一个电压电平，并且可能基于参考电压电平。导频反馈信号对于所有的换流站是共用的。处理和/或控制单元被配置为基于导频反馈信号来确定输电系统功率流参数，该输电系统功率流参数指示进入输电系统的功率流与离开输电系统的功率流之间的差异。处理和/或控制单元被配置为：对于换流站中的每个换流站，基于输电系统功率流参数来确定下垂误差信号。处理和/或控制单元被配置为：对于换流站中的每个换流站，至少基于为该换流站确定的下垂误差信号来确定至少一个控制信号。处理和/或控制单元被配置为：通过向换流站中的每个换流站提供为该换流站确定的至少一个控制信号，来控制换流站中的相应换流站的操作。

处理和/或控制单元可以备选地被称为控制和/或处理电路或控制和/或处理模块。处理和/或控制单元可以例如包括任何合适的中央处理单元(cpu)、微控制器、数字信号处理器(dsp)、专用集成电路(asic)、现场可编程门阵列(fpga)等或其任何组合，或者由任何合适的中央处理单元(cpu)、微控制器、数字信号处理器(dsp)、专用集成电路(asic)、现场可编程门阵列(fpga)等或其任何组合组成。处理和/或控制单元可选地能够执行例如以存储器的形式存储在计算机程序产品中的软件指令。存储器例如可以是读写存储器(ram)和只读存储器(rom)的任何组合。存储器可以包括永久性存储装置，其可以是例如磁性存储器、光学存储器、固态存储器或远程安装的存储器或其任何组合。

根据第三方面，提供了一种计算机程序产品，其被配置为当在根据第二方面的处理和/或控制单元中执行时，执行根据第一方面的方法。

根据第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序产品，该计算机程序产品被配置为当在根据第二方面的处理和/或控制单元中执行时，执行根据第一方面的方法。该计算机可读存储介质可以例如包括数字多功能盘(dvd)或软盘或任何其他合适类型的计算机可读装置或计算机可读(数字)存储介质，诸如但不限于非易失性存储器、硬盘驱动器、光盘(cd)、闪存、磁带、通用串行总线(usb)存储器设备、zip驱动器等。

下面借助于示例性实施例对本发明的其他目的和优点进行描述。应当指出，本发明涉及权利要求中记载的特征的所有可能的组合。当研究本文中所附的权利要求书和说明书时，本发明的其他特征和优点将变得显而易见。本领域技术人员应当认识到，本发明的不同特征可以组合以产生不同于本文中所描述的实施例。

附图说明

下文将参考附图对本发明的示例性实施例进行描述。

图1是用于dc输电网络中的换流站的导频电压下垂控制方法的示例的示意图。

图2是根据本发明的实施例的输电系统的示意图。

图3是根据本发明的实施例的方法的示意图。

所有附图都是示意性的，不必按比例绘制，并且通常仅示出为了阐明本发明的实施例所必需的部分，其中可以省略或仅暗示其他部分。

具体实施方式

现在，将在下文中参考附图对本发明进行描述，在附图中，示出了本发明的示例性实施例。然而，本发明可以以许多不同的形式实施，并且不应被解释为限于本文中所阐述的本发明的实施例；相反，这些实施例通过示例提供，使得本公开向本领域技术人员传达本发明的范围。

图2是根据本发明的实施例的输电系统100的示意图。输电系统100包括多个互连的换流站10，11，12，13，14。如图2所示，换流站10，11，12，13，14中的每个换流站被配置为将dc功率转换为ac功率，反之亦然。根据图2所示的本发明的实施例，换流站10，11，12，13，14中的每个换流站包括：逆变器，其被配置为将dc功率转换为ac功率；以及整流器，其被配置为将ac功率转换为dc功率。

换流站10，11，12，13，14经由以20示意性地表示的dc功率系统而被互连。作为备选，dc功率系统20可以被称为dc功率传输网络。换流站10，11，12中的每个换流站的ac侧被连接到以30示意性表示的第一ac功率系统，而换流站13，14中的每个换流站的ac侧被连接到以31示意性地表示的第二ac功率系统。换流站10，11，12中的每个换流站的dc侧被连接到dc功率系统20，而换流站13，14中的每个换流站的dc侧被连接到dc功率系统20。

换流站10，11，12，13，14分别与dc功率系统20和第一ac功率系统30或第二ac功率系统31之间的连接可以借助于输电线来实现，输电线中的每个输电线可以包括至少一个电缆或架空线、或者至少一个电缆和至少一个架空线的组合。dc功率系统20和第一ac功率系统30或第二ac功率系统31中的每个功率系统或任何功率系统可以分别包括至少一个输电线，该至少一个输电线可以包括至少一个电缆或架空线、或者至少一个电缆和至少一个架空线的组合。

应当理解，图2所图示的换流站的数目是根据示例的，并且输电系统100可以包括比图2所图示的换流站更少或更多个互连的换流站。进一步地，应当理解，换流站10，11，12，13，14(经由dc功率系统20)被互连的方式是根据示例的，并且换流站10，11，12，13，14的其他互连方式是可能的。例如，换流站10，11，12，13，14中的每个换流站或任何换流站可以经由一个或多个中间元件(图2中未示出)而在其相应dc侧被连接到dc功率系统20。

输电系统100可以例如包括hvdc功率系统，或者可以包括dc电网(诸如例如，hvdc电网)或由dc电网构成。

换流站10，11，12，13，14的操作可以借助于向换流站10，11，12，13，14中的相应换流站提供至少一个控制信号而被控制。

换流站10，11，12，13，14中的每个换流站可以包括处理和/或控制单元(图2中未示出)和/或与该处理和/或控制单元相关联。与换流站10，11，12，13，14中的相应换流站相对应的处理和/或控制单元可以例如被包括在换流站10，11，12，13，14中的相应换流站中或作为该相应换流站的一部分，或者可以经由有线和/或无线通信装置或技术(例如，经由本领域中已知的任何适当的有线和/或无线通信装置或技术)而被可通信地耦合至该换流站。换流站10，11，12，13，14与其对应的处理和/或控制单元之间的通信可以是双向通信或单向的，并且可以包括至少一个信号(例如，信息、消息、命令和/或数据)。被包括在换流站10，11，12，13，14中的相应换流站中或与该相应换流站相关联的处理和/或控制单元可以被配置为控制例如进入和/或离开换流站10，11，12，13，14中的相应换流站的功率流以及/或者该相应换流站的电压。

作为备选或另外地，输电系统100可以包括以40示意性地表示的通信装置，其被配置为准许换流站10，11，12，13，14中的至少一些换流站之间的通信。通信装置可以促进或允许处理和/或控制单元50(作为备选，其可以称为控制器50)与换流站10，11，12，13，14中的相应换流站之间的通信。为此，处理和/或控制单元50可以经由有线和/或无线通信装置或技术(例如，经由本领域中已知的任何适当的有线和/或无线通信装置或技术)而被可通信地耦合到通信装置40。通信装置40可以例如包括通信系统或网络，诸如例如电信网络和/或广域网。换流站10，11，12，13，14与处理和/或控制单元50之间的通信可以是双向或单向的，并且可以包括至少一个信号(例如，信息、消息、命令和/或数据)。处理和/或控制单元50可以被配置为控制例如进入和/或离开换流站10，11，12，13，14中的至少一个换流站的功率流以及/或者该至少一个换流站的电压。

处理和/或控制单元50以及被包括在换流站10，11，12，13，14中的相应换流站中或与该相应换流站相关联的处理和/或控制单元中的每个或任何处理和/或控制单元例如可以包括任何合适的cpu、微控制器、dsp、asic、fpga等或其任何组合，或者由任何合适的cpu、微控制器、dsp、asic、fpga等或其任何组合构成，并且可选地能够执行例如以存储器的形式存储在计算机程序产品中的软件指令。存储器例如可以是读写存储器(ram)和只读存储器(rom)的任何组合。存储器可以包括永久性存储装置，其可以是例如磁性存储器、光学存储器、固态存储器或远程安装的存储器或其任何组合。

无线通信装置或技术可以意指例如射频(rf)通信或自由空间光学通信(例如，基于激光)。有线通信装置或技术可以意指例如一个或多个非无线通信装置或技术，诸如例如，采用至少一个光学波导或光学传输线(例如，光纤)和/或至少一个电导体(例如，电缆或电线，例如，铜导体或铜电缆或铜线)。

应当理解，输电系统100可以包括未在图2中示出的附加部件、装置或元件。这样的附加部件、装置或元件可以例如包括一个或多个变压器、滤波器等。

可以通过向换流站10，11，12，13，14中的每个换流站提供为换流站10，11，12，13，14确定的至少一个控制信号来控制换流站10，11，12，13，14中的相应换流站的操作。

如以下参考作为方法300的示意图的图3所描述的，可以使用根据本发明的实施例的方法300来执行换流站10，11，12，13，14中的每个换流站的至少一个控制信号的确定。

在301处，确定导频反馈信号。该导频反馈信号基于输电系统中的至少一个电压电平，并且对于所有的换流站10，11，12，13，14是共用的。

根据图3所图示的本发明的实施例，基于所谓的导频电压vpilot来确定导频反馈信号，该导频电压vpilot可以是换流站10，11，12，13，14中的一个选择的换流站的电压，并且导频反馈信号被确定为导频电压vpilot与导频电压基准(其可以称为导频电压目标)vpilot,ref之间的差异，例如，差异vpilot,ref–vpilot，其可以称为导频电压差异。换流站10，11，12，13，14中的该一个选择的换流站可以被称为导频节点或导频换流站。作为备选，导频反馈信号可以基于换流站10，11，12，13，14中的至少两个选择的换流站的电压电平的组合而被确定。换流站10，11，12，13，14中的选择的换流站可以称为导频节点或导频换流站，因此可能存在不止一个导频节点或导频换流站。换流站10，11，12，13，14中的至少两个换流站的电压电平的组合例如可以通过对换流站10，11，12，13，14中的至少两个换流站的电压电平求平均来确定。

导频反馈信号的确定例如可以由处理和/或控制单元50和/或换流站10，11，12，13，14中的任一换流站中所包括的处理和/或控制单元来执行。向所有的换流站10，11，12，13，14提供导频反馈信号。例如，如果确定导频反馈信号由处理和/或控制单元50进行，则导频反馈信号可以经由通信装置40而从处理和/或控制单元50传送到换流站10，11，12，13，14中的每个换流站。并且，在确定导频反馈信号由被包括在换流站10，11，12，13，14中的任一换流站中(例如，被包括在导频换流站中，或者在存在多个导频换流站的情况下被包括在导频换流站中的一个导频换流站中)的处理和/或控制单元进行的情况下，导频反馈信号可以经由通信装置40而从换流站10，11，12，13，14中的一个换流站传送到其他换流站。

如上所述，向所有的换流站10，11，12，13，14提供导频反馈信号，并且对于换流站10，11，12，13，14中的每个换流站，使用图3所示的方法300确定至少一个控制信号。然而，应当理解，输电系统100中可能包括没有应用方法300的一个或多个附加换流站。也就是，对于这样的一个或多个附加换流站，不会使用图3所图示的方法300来确定至少一个控制信号。例如，对于这样的一个或多个附加换流站，不会提供导频反馈信号。因此，方法300不会应用于可能被包括在输电系统100中的每个换流站。

可以例如使用基于全球定位系统(gps)的时间源来对在301处确定的导频反馈信号加时间戳。作为备选或另外地，可以使用除了基于gps的时间源以外的一类时间源。通过对导频反馈信号加时间戳，导频反馈信号可以包括指示确定导频反馈信号的时刻或确定导频反馈信号的时间段的信息。例如，通过对导频反馈信号加时间戳，可以估计或确定将导频反馈信号传送到换流站10，11，12，13，14中的一个或多个换流站或从换流站10，11，12，13，14中的一个或多个换流站传送导频反馈信号时的任何等待时间。

在302处，确定输电系统功率流参数，该输电系统功率流参数指示进入输电系统100的功率流与离开输电系统100的功率流之间的差异。如图3中通过框301和302之间的连接所图示的，导频反馈信号可以输入到框302，并且可以基于在301处确定的导频反馈信号来在302处确定输电系统功率流参数。例如，输电系统功率流参数可以被确定为等于导频反馈信号，根据图3所图示的本发明的实施例，该导频反馈信号等于导频电压差异vpilot,ref–vpilot。如果导频电压差异vpilot,ref–vpilot为正，则输电系统100中出现功率不足。如果导频电压差异vpilot,ref–vpilot为负，则输电系统100中存在功率过剩。因此，通过如前所述基于导频反馈信号来在302处确定输电系统功率流参数，输电系统功率流参数将指示进入输电系统100的功率流与离开输电系统100的功率流之间的差异。作为备选或另外地，可以基于对进入和离开输电系统100的功率流的测量(例如，基于对进入和离开dc功率系统30的功率流的测量)来确定输电系统功率流参数，以便指示进入输电系统10的功率流与离开输电系统100的功率流之间的差异。

输电系统功率流参数的确定可以例如通过处理和/或控制单元50和/或被包括在换流站10，11，12，13，14中的任何换流站中(例如，被包括在导频换流站中，或者在存在多个导频换流站的情况下被包括在导频换流站中的一个导频换流站中)的处理和/或控制单元来进行。

在304处，基于在302处确定的输电系统功率流参数来为换流站10，11，12，13，14中的每个换流站确定下垂误差信号dp。根据图3所图示的本发明的实施例，基于下垂参数，为换流站10，11，12，13，14中的每个换流站确定下垂误差信号dp。如图3所示，从框304输出下垂误差信号dp。对于换流站10，11，12，13，14中的每个换流站，可以选择两个下垂常数d1和d2中的一个下垂常数，并且下垂参数可以基于选择的下垂常数而被确定。为此，如图3所示，框304可以将下垂常数d1和d2分别作为来自框305和306的输入，并且下垂参数可以在304处被确定为分别从框305和306接收的两个下垂常数d1和d2中的一个选择的下垂常数。两个下垂常数d1和d2中的每个下垂常数可以具有与在302处确定的输电系统功率流参数的符号相对应的选择的或预先定义的值。应当理解，即使图3图示了两个下垂常数d1和d2，也可能存在两个以上的下垂常数，其中对于换流站10，11，12，13，14中的每个换流站，可以选择下垂常数中的一个下垂常数，并且其中下垂参数基于选择的下垂参数而被确定。下垂常数中的每个下垂常数(例如，d1和d2中的每个)可以大于或等于零。下垂常数可以例如以mw/kv为单位表达。根据图3所图示的本发明的实施例，在302处确定的输电系统功率流参数等于导频反馈信号，该导频反馈信号等于导频电压差异vpilot,ref–vpilot。并且如前所述，如果导频电压差异vpilot,ref–vpilot为正，则输电系统100中存在功率不足。如果导频电压差异vpilot,ref–vpilot为负，则输电系统100中存在功率过剩。因此，如果输电系统功率流参数的值的符号为正，则下垂参数在304处可以被确定为两个下垂常数d1和d2中的一个下垂常数。如果输电系统功率流参数的值的符号为负，则下垂参数可以在304处被确定为两个下垂常数d1和d2中的另一下垂常数。由于差异vpilot,ref–vpilot的符号指示输电系统中是存在功率不足还是存在功率过剩(当差异vpilot,ref–vpilot的符号分别为负和正时)，所以这意味着两个下垂常数d1和d2中的一个下垂常数的选择可以基于输电系统100中是存在功率过剩还是存在功率不足。

如前所述，在304处，基于下垂参数来为换流站10，11，12，13，14中的每个换流站确定下垂误差信号。可以存在与换流站10，11，12，13，14中的相应换流站相关联的不同的下垂参数，或者换流站10，11，12，13，14中的一些换流站可能与相同的下垂参数相关联。对于换流站10，11，12，13，14中的每个换流站，下垂常数d1和d2可能不同，而对于换流站10，11，12，13，14中的不同换流站，针对相应换流站10，11，12，13，14的下垂常数d1和d2的集合可能不同。对于换流站10，11，12，13，14中的每个换流站，可以选择两个下垂常数d1和d2中的一个下垂常数，并且下垂参数可以基于选择的下垂常数而被确定，使得下垂参数等于选择的下垂常数。然后，下垂误差信号dp可以通过将下垂参数与输电系统功率流参数相乘而被确定。

例如，如上所述，可以确定在302处确定的输电系统功率流参数等于导频反馈信号，导频反馈信号等于导频电压差异vpilot,ref–vpilot，并且如果输电系统功率流参数的值的符号为正，则下垂参数可以在304处被确定为两个下垂常数d1和d2中的一个下垂常数，而如果输电系统潮流参数的值的符号为负，则下垂参数可以在304处被确定为两个下垂常数d1和d2中的另一下垂常数。例如，如果vpilot,ref–vpilot>0，则可以选择d1，并且如果vpilot,ref–vpilot≤0，则可以选择d2。这意味着根据该示例，如果vpilot,ref–vpilot>0，则dp＝(vpilot,ref–vpilot)d1，并且如果vpilot,ref–vpilot≤0，则dp＝(vpilot,ref–vpilot)d2。

在307处，基于为换流站10，11，12，13，14确定的下垂下垂误差信号dp，来确定用于换流站10，11，12，13，14中的每个换流站的至少一个控制信号。用于换流站10，11，12，13，14中的每个换流站的至少一个控制信号可以仅基于为换流站10，11，12，13，14确定的下垂误差信号dp。另外，换流站10，11，12，13，14中的每个换流站的至少一个控制信号可以进一步基于例如反馈功率流。反馈功率流可以基于输电系统100中的功率流、并且可能基于参考功率流。

如前面参考图2所描述的，换流站10，11，12中的每个换流站的ac侧被连接到第一ac功率系统30，并且换流站13，14中的每个换流站的ac侧被连接到第二ac功率系统31。可以例如在第一ac功率系统30或第二ac功率系统31中的pcc处测量从其ac侧p流入换流站中的每个换流站的功率。功率p可以与参考功率pref进行比较，该参考功率pref例如可以针对换流站10，11，12，13，14中的相应换流站被称为目标功率。

在309处，可以基于针对换流站10，11，12，13，14的p和pref来为换流站10，11，12，13，14中的每个换流站确定反馈功率流。进一步地，可以在309处确定差异pref–p，诸如如图3所示，该差异可以从框309输出并且输入到框307。因此，在307处确定的用于换流站10，11，12，13，14中的每个换流站的至少一个控制信号不仅可以基于为换流站10，11，12，13，14确定的下垂误差信号dp，而且可以另外基于为换流站10，11，12，13，14中的每个换流站确定的反馈功率流，例如，pref–p。

鉴于前述，如果vpilot,ref–vpilot>0，则在307处确定的用于换流站10，11，12，13，14中的每个换流站的至少一个控制信号因此可以例如被确定为(pref–p)+dp＝(pref–p)+(vpilot,ref–vpilot)d1，并且如果vpilot,ref–vpilot≤0，则该至少一个控制信号可以被确定为(pref–p)+dp＝(pref–p)+(vpilot,ref–vpilot)d2。

在307处确定的用于换流站10，11，12，13，14中的每个换流站的至少一个控制信号(例如，(pref–p)+dp)可以被输入到控制块或调节装置308中，例如，该调节装置可以包括如图3所示的pi调节器，该pi调节器包括比例增益设备和积分增益设备。从控制块308输出的信号可以例如用于控制电路或控制回路，以用于向换流站10，11，12，13，14中的相应换流站的半导体设备提供开关脉冲。因此，通过向换流站10，11，12，13，14中的每个换流站提供为换流站10，11，12，13，14确定的至少一个控制信号，可以控制换流站10，11，12，13，14中的相应换流站的操作。例如，换流站10，11，12，13，14中的每个换流站可以包括至少一个换流阀(未示出)，至少一个换流阀能够借助于向其提供至少一个换流阀电流次序而被控制。换流站10，11，12，13，14中的相应换流站的至少一个换流阀的至少一个换流阀电流次序可以基于为换流站10，11，12，13，14中的相应换流站确定的控制信号而被确定。可以向换流站10，11，12，13，14中的每个换流站提供对应的至少一个换流阀电流次序。

借助于控制换流站10，11，12，13，14中的相应换流站的操作，通过向换流站10，11，12，13，14中的相应换流站提供为换流站10，11，12，13，14中的相应换流站确定的控制信号，可以依次控制输电系统100中的功率流。

例如，在b.berggren等人的“dcgridcontrolthroughthepilotvoltagedroopconcept–methodologyforestablishingdroopconstants”，ieeetransactionsonpowersystems，volume30,no.5,pages2312-2320,september2015中描述的方法可以适于确定下垂常数d1和d2(以及任何其他下垂常数)，使得导频电压保持在目标dc电压范围(或允许的dc电压范围)内，并且使得可以实现在控制输电系统100中的功率失衡期间如何分配输电系统100中的换流站10，11，12，13，14中的不同的换流站处的功率时的相对较高的灵活性。

如上所述的框304，307，308和309中的一个或多个框可以例如在被包括在换流站10，11，12，13，14中的相应换流站中的处理和/或控制单元中进行，或者在处理和/或控制单元50中进行。

总之，公开了一种输电系统中的方法。该输电系统包括多个互连的换流站。确定导频反馈信号。导频反馈信号基于输电系统中的至少一个电压电平，并且对于所有的换流站是共用的。确定输电系统功率流参数，该输电系统功率流参数指示进入输电系统的功率流与离开输电系统的功率流之间的差异。输电系统功率流参数基于导频反馈信号而被确定。对于换流站中的每个换流站，下垂误差信号基于输电系统功率流参数而被确定。对于换流站中的每个换流站，至少一个控制信号至少基于为该换流站确定的下垂误差信号而被确定。

虽然在附图和前述描述中对本发明进行了说明，但是这种图示应当被认为是说明性或示例性的，而非限制性的；本发明不限于所公开的实施例。通过研究附图、公开内容和所附权利要求，本领域技术人员在实践所要求保护的发明时可以理解和实现所公开的实施例的其他变型。在所附权利要求中，词语“包括”不排除其他元件或步骤，并且不定冠词“一”或“一个”不排除多个。在互不相同的从属权利要求中记载某些措施的事实并不表示不能有利地使用这些措施的组合。权利要求中的任何附图标记都不应被解释为限制范围。