技术领域
[0001] 本
发明涉及柔直系统检测技术领域，特别是涉及一种柔直系统稳态运行范围检测方法、系统、设备及存储介质。
背景技术
[0002] 柔性直流输电技术为基于
电压源换流器技术的第三代直流输电技术，采用的换流元件是既可以控制导通又可以控制关断的双向可控电
力电子器件，典型代表为IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)。其发展可以分为基于脉冲宽度调制理论的两电平/三电平电压源换流器和基于阶梯波逼近的MMC(Modular Multilevel Converter，
模块化多电平换流器)，现阶段MMC是主要的发展趋势，本
申请的柔性直流系统均为MMC。
[0003] 柔性直流联接变分接头控制方法可以分为手动和自动两大类，常用的是自动控制的模式，具体可以分为定电压控制和定调制比控制两种控
制模式，实际运行中多采取定电压控制模式。在特定的运行情况下，需要将柔性直流联接变分接头固定在某一特定档位，从而保证柔性直流系统运行的安全稳定。因此，需要评估规定联接变分接头档位对直流系统运行特性的影响，其中就包括了对柔性直流系统稳态运行范围的评估。
[0004] 可参阅图1，传统的研究柔性直流系统稳态运行范围的方法是理论计
算法，通过计算PCC点，v点以及diff点的功率关系，辅以实际运行时换流器的约束条件，联立方程进行求解。Us为系统电压，PCC点为公共连接点，也即换流站联接变网侧与交流系统的连接点，Upcc为PCC点电压，δpcc为PCC点电压相
角；v点为联接变
阀侧，Uv为v点电压，δv为v点电压相角。diff点为桥臂电抗器非公共连接端的等效点，该点在基波等效
电路下是等电位的，即Udiff＝Epk＝Enk，δdiff为diff点电压相角，Epk为上桥臂桥臂电抗器非公共连接端电压，Enk为下桥臂桥臂电抗器非公共连接端电压。upk为上桥臂电压，unk为下桥臂电压，Udc为直流极间电压。
ipk为上桥臂
电流，ink为下桥臂电流，Idc为直流电流，icirk为桥臂环流。
[0005] Zsys＝Rsys+Xsys为系统阻抗，XT为
变压器基波等效漏电抗，XL0为基频下的桥臂电抗，Xac＝Xsys+XT为交流系统等效电抗，Xlink＝XT+XL0/2为PCC点和diff点之间的连接阻抗，XΣ为等值的电抗之和。
[0006] Ps+jQs为PCC点流入交流系统的功率，Pv+jQv为变压器阀侧流入变压器的功率，Pdiff+jQdiff为换流器流入桥臂电抗器的等效功率。联立方程组为：
[0007]
[0008] 其约束条件为：
[0009] m为模块化多电平换流器MMC的
输出电压调制比，IvN为MMC交流侧基波电流额定值。
[0010] 但是，前述分析仅是从理论上获得固定分接头之后柔性直流有功功率和
无功功率的输出范围，仅停留在理论分析层面，而不具备仿真或实际运行数据的支持。这是因为在实际应用中，柔性直流系统通常都会设置过负荷逻辑，此外，即使IBGT过流能力弱于晶闸管，工程设计时也会留有一定的通流能力裕度以及短时过流能力。可以看出，由于传统方案未考虑过负荷逻辑，也就不利于准确地确定出柔直系统的稳态运行范围，也就不利于对过负荷能力进行充分应用。
[0011] 综上所述，如何确定出更符合实际的柔性直流系统的稳态运行范围，实现对过负荷能力的充分应用，是目前本领域技术人员急需解决的技术问题。
发明内容
[0012] 本发明的目的是提供一种柔直系统稳态运行范围检测方法、系统、设备及存储介质，以确定出更符合实际的柔性直流系统的稳态运行范围，实现对过负荷能力的充分应用。
[0013] 为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
[0014] 一种柔直系统稳态运行范围检测方法，包括：
[0015] 配置柔性直流系统的联接变网侧电压的电压序列；
[0016] 预设所述柔性直流系统的稳态运行范围计算方程，并且所述稳态运行范围计算方程的约束条件至少包括针对所述柔性直流系统的过负荷能力的约束以及针对一次设备的耐压能力的约束；
[0017] 基于所述约束条件下的所述稳态运行范围计算方程，在所述电压序列的各个电压等级下对所述柔性直流系统进行稳态运行范围的检测。
[0018] 优选的，所述稳态运行范围计算方程为：
[0019]
[0020] 其中，Ps+jQs为PCC点流入交流系统的功率，PCC点为换流站联接变网侧与交流系统的连接点；Pv+jQv为变压器阀侧流入变压器的功率，v点为变压器联接变阀侧与变压器网侧的连接点，Pv为变压器阀侧流入变压器的有功功率，Qv为变压器阀侧流入变压器的无功功率，Uv为v点电压；XT为变压器基波等效漏电抗，XL0为基频下的桥臂电抗；Pdiff+jQdiff为换流器流入桥臂电抗器的等效功率；
[0021] 所述稳态运行范围计算方程的所述约束条件为：
[0022]
[0023] 其中，m为模块化多电平换流器MMC的输出电压调制比，IvN为MMC交流侧基波电流额定值，Ivd为变压器阀侧电流的d轴分量，Ivq为变压器阀侧电流的q轴分量，Ivdmax为所述柔性直流系统在具备过负荷能力时的d轴电流允许的最大值，Ivqmax为所述柔性直流系统在具备过负荷能力时的q轴电流允许的最大值，Uvmax为一次设备的最大
耐受电压。
[0024] 优选的，所述基于所述约束条件下的所述稳态运行范围计算方程，在所述电压序列的各个电压等级下对所述柔性直流系统进行稳态运行范围的检测，包括：
[0025] 基于所述约束条件下的所述稳态运行范围计算方程，在所述电压序列的各个电压等级下，对所述柔性直流系统发出额定无功功率能力、吸收额定无功功率能力以及发出有功功率能力进行稳态运行范围的检测。
[0026] 优选的，所述基于所述约束条件下的所述稳态运行范围计算方程，在所述电压序列的各个电压等级下，对所述柔性直流系统发出额定无功功率能力进行稳态运行范围的检测，包括：
[0027] 将所述柔性直流系统的联接变网侧电压从允许的最大值调节至所述电压序列中的最大值；
[0028] 将所述柔性直流系统的有功功率设置为额定功率，无功功率设置为发出额定无功功率；
[0029] 将所述柔性直流系统的联接变网侧电压调节至目标电压值，其中，所述目标电压值为从所述电压序列的当前的各待测电压数值中选取的最大值；
[0030] 判断所述柔性直流系统是否具备过负荷能力；
[0031] 如果不具备过负荷能力，则记录下所述柔性直流系统在当前状态下不处于稳态运行范围，并且记录下所述柔性直流系统当前的各项运行数据；
[0032] 如果具备过负荷能力，则通过所述约束条件下的所述稳态运行范围计算方程，判断所述柔性直流系统是否处于稳态运行范围，并记录判断结果以及所述柔性直流系统当前的各项运行数据；
[0033] 在记录下运行数据之后，将当前的目标电压值标记为已测电压数值，并且判断所述电压序列中是否存在待测电压数值；
[0034] 如果否，则结束对所述柔性直流系统发出额定无功功率能力的稳态运行范围的检测；
[0035] 如果是，则将所述柔性直流系统调整至稳态运行范围并且具备负荷能力，并且返回所述将所述柔性直流系统的联接变网侧电压调节至目标电压值的步骤以从所述电压序列中选取出下一个目标电压值。
[0036] 优选的，所述基于所述约束条件下的所述稳态运行范围计算方程，在所述电压序列的各个电压等级下，对所述柔性直流系统吸收额定无功功率能力进行稳态运行范围的检测，包括：
[0037] 将所述柔性直流系统的联接变网侧电压从允许的最大值调节至所述电压序列中的最大值；
[0038] 将所述柔性直流系统的有功功率设置为额定功率，无功功率设置为吸收额定无功功率；
[0039] 将所述柔性直流系统的联接变网侧电压调节至目标电压值，其中，所述目标电压值为从所述电压序列的当前的各待测电压数值中选取的最大值；
[0040] 判断所述柔性直流系统是否具备过负荷能力；
[0041] 如果不具备过负荷能力，则记录下所述柔性直流系统在当前状态下不处于稳态运行范围，并且记录下所述柔性直流系统当前的各项运行数据；
[0042] 如果具备过负荷能力，则通过所述约束条件下的所述稳态运行范围计算方程，判断所述柔性直流系统是否处于稳态运行范围，并记录判断结果以及所述柔性直流系统当前的各项运行数据；
[0043] 在记录下运行数据之后，将当前的目标电压值标记为已测电压数值，并且判断所述电压序列中是否存在待测电压数值；
[0044] 如果否，则结束对所述柔性直流系统吸收额定无功功率能力的稳态运行范围的检测；
[0045] 如果是，则将所述柔性直流系统调整至稳态运行范围并且具备负荷能力，并且返回所述将所述柔性直流系统的联接变网侧电压调节至目标电压值的步骤以从所述电压序列中选取出下一个目标电压值。
[0046] 优选的，所述基于所述约束条件下的所述稳态运行范围计算方程，在所述电压序列的各个电压等级下，对所述柔性直流系统发出有功功率能力进行稳态运行范围的检测，包括：
[0047] 将所述柔性直流系统的联接变网侧电压从允许的最大值调节至所述电压序列中的最大值；
[0048] 将所述柔性直流系统的有功功率设置为额定功率，无功功率设置为0；
[0049] 将所述柔性直流系统的联接变网侧电压调节至目标电压值，其中，所述目标电压值为从所述电压序列的当前的各待测电压数值中选取的最大值；
[0050] 判断所述柔性直流系统是否具备过负荷能力；
[0051] 如果不具备过负荷能力，则记录下所述柔性直流系统在当前状态下不处于稳态运行范围，并且记录下所述柔性直流系统当前的各项运行数据；
[0052] 如果具备过负荷能力，则通过所述约束条件下的所述稳态运行范围计算方程，判断所述柔性直流系统是否处于稳态运行范围，并记录判断结果以及所述柔性直流系统当前的各项运行数据；
[0053] 在确定所述柔性直流系统在当前状态下不处于稳态运行范围且记录下运行数据之后，通过电压调节将所述柔性直流系统调整至稳态运行范围并且具备负荷能力，再通过逐渐降
低电压确定出满足所述约束条件下的所述稳态运行范围计算方程的电压临界值，并在电压临界值时记录所述柔性直流系统的各项运行数据并且结束对所述柔性直流系统发出有功功率能力的稳态运行范围的检测；
[0054] 在确定所述柔性直流系统在当前状态下处于稳态运行范围且记录下运行数据之后，将当前的目标电压值标记为已测电压数值，并且判断所述电压序列中是否存在待测电压数值；
[0055] 如果否，则结束对所述柔性直流系统发出有功功率能力的稳态运行范围的检测；
[0056] 如果是，则将所述柔性直流系统调整至稳态运行范围并且具备负荷能力，并且返回所述将所述柔性直流系统的联接变网侧电压调节至目标电压值的步骤以从所述电压序列中选取出下一个目标电压值。
[0057] 一种柔直系统稳态运行范围检测系统，包括：
[0058] 电压序列配置模块，用于配置柔性直流系统的联接变网侧电压的电压序列；
[0059] 稳态运行范围计算方程及约束条件设置模块，用于预设所述柔性直流系统的稳态运行范围计算方程，并且所述稳态运行范围计算方程的约束条件至少包括针对所述柔性直流系统的过负荷能力的约束以及针对一次设备的耐压能力的约束；
[0060] 检测模块，用于基于所述约束条件下的所述稳态运行范围计算方程，在所述电压序列的各个电压等级下对所述柔性直流系统进行稳态运行范围的检测。
[0061] 优选的，所述稳态运行范围计算方程为：
[0062]
[0063] 其中，Ps+jQs为PCC点流入交流系统的功率，PCC点为换流站联接变网侧与交流系统的连接点；Pv+jQv为变压器阀侧流入变压器的功率，v点为变压器联接变阀侧与变压器网侧的连接点，Pv为变压器阀侧流入变压器的有功功率，Qv为变压器阀侧流入变压器的无功功率，Uv为v点电压；XT为变压器基波等效漏电抗，XL0为基频下的桥臂电抗；Pdiff+jQdiff为换流器流入桥臂电抗器的等效功率；
[0064] 所述稳态运行范围计算方程的所述约束条件为：
[0065]
[0066] 其中，m为模块化多电平换流器MMC的输出电压调制比，IvN为MMC交流侧基波电流额定值，Ivd为变压器阀侧电流的d轴分量，Ivq为变压器阀侧电流的q轴分量，Ivdmax为所述柔性直流系统在具备过负荷能力时的d轴电流允许的最大值，Ivqmax为所述柔性直流系统在具备过负荷能力时的q轴电流允许的最大值，Uvmax为一次设备的最大耐受电压。
[0067] 一种柔直系统稳态运行范围检测设备，包括：
[0069] 处理器，用于执行所述计算机程序以实现上述任一项所述的柔直系统稳态运行范围检测方法的步骤。
[0070] 一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一项所述的柔直系统稳态运行范围检测方法的步骤。
[0071] 应用本发明
实施例所提供的技术方案，包括：配置柔性直流系统的联接变网侧电压的电压序列；预设柔性直流系统的稳态运行范围计算方程，并且稳态运行范围计算方程的约束条件至少包括针对柔性直流系统的过负荷能力的约束以及针对一次设备的耐压能力的约束；基于约束条件下的稳态运行范围计算方程，在电压序列的各个电压等级下对柔性直流系统进行稳态运行范围的检测。
[0072] 在具备过负荷能力的情况下，柔性直流系统对阀侧电流的限制范围更宽，也即具有更宽的稳态运行范围。因此，本申请在约束条件中添加了针对柔性直流系统的过负荷能力的约束以及针对一次设备的耐压能力的约束，也就可以确定出更宽的稳态运行范围，该范围更符合实际工程中的柔性直流系统，即本申请可以对柔性直流系统的有功功率和无功功率的输出能力做出更精确、更具实际应用价值的评估，也有利于对过负荷能力进行充分应用。
附图说明
[0073] 为了更清楚地说明本发明实施例或
现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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。
[0074] 图1为柔直系统稳态运行范围理论计算法的示意图；
[0075] 图2为本发明中一种柔直系统稳态运行范围检测方法的实施
流程图；
[0076] 图3为本发明中针对柔直系统发出额定无功功率能力的检测的实施流程图；
[0077] 图4为本发明中针对柔直系统发出有功功率能力的检测的实施流程图；
[0078] 图5为本发明中一种柔直系统稳态运行范围检测系统的结构示意图。
具体实施方式
[0079] 本发明的核心是提供一种柔直系统稳态运行范围检测方法，可以确定出更符合实际的柔性直流系统的稳态运行范围，实现对过负荷能力的充分应用。
[0080] 为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅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。
[0081] 请参考图2，图2为本发明中一种柔直系统稳态运行范围检测方法的实施流程图，该柔直系统稳态运行范围检测方法包括以下步骤：
[0082] 步骤S101：配置柔性直流系统的联接变网侧电压的电压序列。
[0083] 本申请描述的柔直系统也即柔性直流系统，并且均为MMC。在配置柔性直流系统的联接变网侧电压的电压序列时，电压序列所包含的电压数量以及各电压的电压大小均可以根据需要进行设定和调整，并不影响本发明的实施，例如在一种具体场合中，电压序列包括：500V，480V，450V，430V以及400V。
[0084] 步骤S102：预设柔性直流系统的稳态运行范围计算方程，并且稳态运行范围计算方程的约束条件至少包括针对柔性直流系统的过负荷能力的约束以及针对一次设备的耐压能力的约束。
[0085]
申请人考虑到，过负荷逻辑是在当前环境
温度条件下，考虑备用冷却设备是否可用，换流阀通流能力、当前温度等因素，计算得到的过负荷能力，是对直流功率控制或者直流电流控制所输出的电流指令进行
限幅。过负荷逻辑有利于充分利用过负荷能力，但也不会因为设备过
应力而发生不希望的停运。因此，本申请的方案针对的是实际应用中配备了过负荷逻辑，即针对的是具有过负荷能力的柔性直流系统。但需要说明的是，由于实际应用中柔性直流系统通常都会设置过负荷逻辑，此外，即使IBGT过流能力弱于晶闸管，工程设计时也会留有一定的通流能力裕度以及短时过流能力，因此实际应用中的柔直系统通常均适用于本申请的方案。
[0086] 尽管实际应用中的柔性直流系统的过负荷逻辑各有不同，但在具备过负荷能力的情况下，柔性直流系统对阀侧电流的限制范围都是更宽的，传统方案中未考虑过负荷逻辑，对阀侧电流的限制也就更窄，影响稳态运行范围。也就是说，在考虑过负荷逻辑时，柔直系统具有更宽的稳态运行范围。
[0087] 因此，本申请在步骤S102中，稳态运行范围计算方程的约束条件包括了针对柔性直流系统的过负荷能力约束。并且，考虑到过负荷逻辑是对电流进行限幅，因此在约束条件中添加了电压限制条件，即在稳态运行范围计算方程的约束条件中考虑了一次设备的耐压能力。由于约束条件是基于柔性直流系统的过负荷能力以及一次设备的耐压能力的约束条件，使得本申请可以对柔性直流系统的有功功率和无功功率的输出能力做出更精确、更具实际应用价值的评估。
[0088] 在一种具体实施方式中，步骤S102中的稳态运行范围计算方程可以为：
[0089]
[0090] 其中，Ps+jQs为PCC点流入交流系统的功率，PCC点为换流站联接变网侧与交流系统的连接点；Pv+jQv为变压器阀侧流入变压器的功率，v点为变压器联接变阀侧与变压器网侧的连接点，Pv为变压器阀侧流入变压器的有功功率，Qv为变压器阀侧流入变压器的无功功率，Uv为v点电压；XT为变压器基波等效漏电抗，XL0为基频下的桥臂电抗；Pdiff+jQdiff为换流器流入桥臂电抗器的等效功率。
[0091] 该稳态运行范围计算方程的基于柔性直流系统的过负荷能力以及一次设备的耐压能力的约束条件可以为：
[0092]
[0093] 其中，m为MMC的输出电压调制比，IvN为MMC交流侧基波电流额定值，Ivd为变压器阀侧电流的d轴分量，Ivq为变压器阀侧电流的q轴分量，Ivdmax为柔性直流系统在具备过负荷能力时的d轴电流允许的最大值，Ivqmax为柔性直流系统在具备过负荷能力时的q轴电流允许的最大值，Uvmax为一次设备的最大耐受电压。Uvd和Uvq分别为Uv的d轴分量以及q轴分量。
[0094] 该种实施方式中， 即为针对柔性直流系统的过负荷能力的约束，Uv≤Uvmax为针对一次设备的耐压能力的约束。
[0095] 例如在考虑过负荷能力时，Ivdmax＝2.933kA，Ivqmax＝0.8kA，IvN＝2.922kA。而在传统方案中未考虑过负荷能力时，Ivdmax＝2.820kA，Ivqmax＝0.769kA，IvN＝2.922kA。在考虑过负荷能力时，假设Ivq＝0，则Ivd可以达到上限值IvN＝2.922kA；传统方案中未考虑过负荷能力时，Ivd只能达到Ivdmax＝2.820kA。又如，在考虑过负荷能力时，假设时，则Ivq可以达到上限值Ivqmax＝0.8kA；而在传统方案中未考
虑过负荷能力时，Ivq只能达到Ivqmax＝0.769kA。可以看出本方案与传统方案的柔性直流系统的稳态运行范围存在一定差别。
[0096] 步骤S103：基于约束条件下的稳态运行范围计算方程，在电压序列的各个电压等级下对柔性直流系统进行稳态运行范围的检测。
[0097] 通常，可以对柔性直流系统的发出额定无功功率能力、吸收额定无功功率能力以及发出有功功率能力进行稳态运行范围的检测。在进行检测时，可以预先根据步骤S102中确定的约束条件计算出柔直系统的稳态运行范围的理论值，再基于检测数据实现对柔性直流系统的稳态运行范围的检测。
[0098] 应用本发明实施例所提供的技术方案，包括：配置柔性直流系统的联接变网侧电压的电压序列；预设柔性直流系统的稳态运行范围计算方程，并且稳态运行范围计算方程的约束条件至少包括针对柔性直流系统的过负荷能力的约束以及针对一次设备的耐压能力的约束；基于约束条件下的稳态运行范围计算方程，在电压序列的各个电压等级下对柔性直流系统进行稳态运行范围的检测。
[0099] 在具备过负荷能力的情况下，柔性直流系统对阀侧电流的限制范围更宽，也即具有更宽的稳态运行范围。因此，本申请在约束条件中添加了针对柔性直流系统的过负荷能力的约束以及针对一次设备的耐压能力的约束，也就可以确定出更宽的稳态运行范围，该范围更符合实际工程中的柔性直流系统，即本申请可以对柔性直流系统的有功功率和无功功率的输出能力做出更精确、更具实际应用价值的评估，也有利于对过负荷能力进行充分应用。
[0100] 可参见图3，在本发明的一种具体实施方式中，基于约束条件下的稳态运行范围计算方程，在电压序列的各个电压等级下，对柔性直流系统发出额定无功功率能力进行稳态运行范围的检测的流程，可以具体包括以下步骤：
[0101] 步骤S301：将柔性直流系统的联接变网侧电压从允许的最大值调节至电压序列中的最大值。
[0102] 步骤S302：将柔性直流系统的有功功率设置为额定功率，无功功率设置为发出额定无功功率。
[0103] 需要说明的是，在执行步骤S301之前，如果系统由于故障等原因导致系统的过负荷逻辑触发，并且在系统未恢复过负荷能力时便执行检测，就可能得出错误的检测结果。因此，在执行步骤S301之前，可以观察录波以确认系统是否具备过负荷能力，如果不具备，可以等待系统恢复过负荷能力之后再执行步骤S301，有利于避免误检测的情况的发生概率，后续实施例中执行吸收额定无功功率能力以及发出有功能力的测试亦可如此。
[0104] 在同一功率
水平下，交流电压越高，Ivd以及Ivq触发过负荷逻辑的可能性越低，因此本申请中首先将柔性直流系统的联接变网侧电压从允许的最大值调节至电压序列中的最大值，即最先执行电压序列中的最大电压值的检测。并且将柔性直流系统的有功功率设置为额定功率，无功功率设置为发出额定无功功率。并且需要说明的是，在部分场合中，电压序列中的最大值也就等于柔性直流系统的联接变网侧电压所允许的最大值。
[0105] 步骤S303：将柔性直流系统的联接变网侧电压调节至目标电压值，其中，目标电压值为从电压序列的当前的各待测电压数值中选取的最大值。
[0106] 在检测流程开始时，电压序列中的各个电压数值均为待测电压数值，即各电压数值均未执行检测流程。例如在一种具体场合中，电压序列包括：500V，480V，450V，430V以及400V，则第一次执行步骤S303时，将柔性直流系统的联接变网侧电压调节至500V。
[0107] 步骤S304：判断柔性直流系统是否具备过负荷能力。
[0108] 如果不具备过负荷能力，则执行步骤S305：记录下柔性直流系统在当前状态下不处于稳态运行范围，并且记录下柔性直流系统当前的各项运行数据。
[0109] 如果具备过负荷能力，则执行步骤S306：通过约束条件下的稳态运行范围计算方程，判断柔性直流系统是否处于稳态运行范围，并记录判断结果以及柔性直流系统当前的各项运行数据。
[0110] 可以根据
采样得到的检测数据以及过负荷逻辑相关的限值Ivdmax、Ivqmax来判断柔性直流系统是否具备过负荷能力。需要说明的是，由于本申请的方案中的约束条件包括了针对柔性直流系统的过负荷能力的约束以及针对一次设备的耐压能力的约束，因此步骤S304中判断出柔性直流系统不具备过负荷能力时，也就无需进行是否满足约束条件的判断，而是直接执行步骤S305：记录下柔性直流系统在当前状态下不处于稳态运行范围，并且记录下柔性直流系统当前的各项运行数据。
[0111] 当具备过负荷能力时，便可以通过步骤S102中确定的约束条件下的稳态运行范围计算方程，判断柔性直流系统是否处于稳态运行范围，并记录判断结果以及柔性直流系统当前的各项运行数据。
[0112] 该种实施方式中柔性直流系统不处于稳态运行范围，通常存在两种可能：一种是由于联接变网侧电压过高，导致联接变阀侧电压超过一次设备耐受电压值；另一种是由于联接变网侧电压过低，触发了柔直系统的过负荷逻辑，柔直系统无法在额定有功功率下满发无功功率。无论是哪一种两种情况，均需要记录柔性直流系统当前的各项运行数据，记录的运行数据可以包括实际的有功功率、无功功率、系统电压、联接变网侧电压及联接变阀侧电压等关键运行数据。
[0113] 步骤S307：在记录下运行数据之后，将当前的目标电压值标记为已测电压数值，并且判断电压序列中是否存在待测电压数值。
[0114] 如果不存在，则结束对柔性直流系统发出额定无功功率能力的稳态运行范围的检测；
[0115] 如果存在，则执行步骤S308：将柔性直流系统调整至稳态运行范围并且具备负荷能力，并且之后返回步骤S303以从电压序列中选取出下一个目标电压值。
[0116] 例如电压序列包括：500V，480V，450V，430V以及400V。在选取500V作为目标电压值执行了一轮检测之后，在步骤S307中可以判断出电压序列中还存在4个待测电压数值。
[0117] 需要强调的是，在步骤S307之后，返回步骤S303从而从电压序列中选取出下一个目标电压值之前，需要将柔性直流系统调整至稳态运行范围并且具备负荷能力，即需要执行步骤S308。当然，如果柔性直流系统本就处于稳态运行范围并且具备负荷能力，自然就无需调整。步骤S308的调整方式通常是电压调整。
[0118] 例如，在选取500V作为目标电压值并且执行了检测之后，柔性直流系统具备过负荷能力，并且在执行S306时，通过约束条件下的稳态运行范围计算方程，判断出在柔性直流系统的联接变网侧电压为500V的条件下，柔性直流系统处于稳态运行范围，则可以执行步骤S303，选取出480V作为第二轮的目标电压值。假设在480V的条件下，在执行步骤S306时判断出柔性直流系统不处于稳态运行范围，则在步骤S308中通过电压调整使得柔性直流系统恢复至稳态运行范围并且具备负荷能力，即可以将电压从480V调整至500V，待柔性直流系统恢复至稳态运行范围并且具备负荷能力之后，再执行步骤S303的操作，将电压从500V降低至450V，即选取出450V作为第三轮的目标电压值。
[0119] 又如，在一种场合中，在执行500V的检测时，检测出系统具备过负荷能力且处于稳态运行范围，将电压从500V调整至480V之后，也检测出系统具备过负荷能力且处于稳态运行范围，继续将电压从480V调整至450V之后，检测出系统不处于稳态运行范围。则在执行430V的检测时，需要先将450V的电压提高，例如可以提高至480V或者500V，等待系统具备过负荷能力且处于稳态运行范围，再执行步骤S303，将电压降低至430V以执行针对430V的检测。
[0120] 由于是先确认柔性直流系统处于稳态运行范围并且具备负荷能力，再执行步骤S303，有利于避免错误的测试方法可能导致的触发过负荷逻辑、错误计算稳态运行范围的隐患。
[0121] 当电压序列中不存在待测电压数值时，说明电压序列中的各个电压数值均已检测完毕，则可以结束对柔性直流系统发出额定无功功率能力的稳态运行范围的检测。
[0122] 在本发明的一种具体实施方式中，基于约束条件下的稳态运行范围计算方程，在电压序列的各个电压等级下，对柔性直流系统吸收额定无功功率能力进行稳态运行范围的检测的流程，可以具体包括：
[0123] 将柔性直流系统的联接变网侧电压从允许的最大值调节至电压序列中的最大值；
[0124] 将柔性直流系统的有功功率设置为额定功率，无功功率设置为吸收额定无功功率；
[0125] 将柔性直流系统的联接变网侧电压调节至目标电压值，其中，目标电压值为从电压序列的当前的各待测电压数值中选取的最大值；
[0126] 判断柔性直流系统是否具备过负荷能力；
[0127] 如果不具备过负荷能力，则记录下柔性直流系统在当前状态下不处于稳态运行范围，并且记录下柔性直流系统当前的各项运行数据；
[0128] 如果具备过负荷能力，则通过约束条件下的稳态运行范围计算方程，判断柔性直流系统是否处于稳态运行范围，并记录判断结果以及柔性直流系统当前的各项运行数据；
[0129] 在记录下运行数据之后，将当前的目标电压值标记为已测电压数值，并且判断电压序列中是否存在待测电压数值；
[0130] 如果否，则结束对柔性直流系统吸收额定无功功率能力的稳态运行范围的检测；
[0131] 如果是，则将柔性直流系统调整至稳态运行范围并且具备负荷能力，并且返回将柔性直流系统的联接变网侧电压调节至目标电压值的步骤以从电压序列中选取出下一个目标电压值。
[0132] 对柔性直流系统吸收额定无功功率能力进行稳态运行范围的检测的流程，可以与前述的柔直系统发出额定无功功率能力进行检测的实施例相互对应参照。
[0133] 在该实施例中，将柔性直流系统的有功功率设置为额定功率，无功功率设置为吸收额定无功功率。当通过约束条件下的稳态运行范围计算方程，判断出柔性直流系统不处于稳态运行范围时，也存在两种可能：一种是由于联接变网侧电压较低，此时未触发过负荷逻辑，虽然Ivq达到最大值，但无法吸收额定无功功率；另一种是由于联接变网侧电压更低，触发柔直系统过负荷逻辑，柔直系统无法在额定有功功率下吸收额定无功功率。无论是哪一种两种情况，均需要记录柔性直流系统当前的各项运行数据，记录的运行数据可以包括实际的有功功率、无功功率、系统电压、联接变网侧电压及联接变阀侧电压等关键运行数据。当电压序列中的所有电压均经过检测后，即均标记为已测电压数值之后，系统的吸收无功能力检测完成。
[0134] 可参阅图4，在本发明的一种具体实施方式中，通过约束条件下的稳态运行范围计算方程，在电压序列的各个电压等级下，对柔性直流系统发出有功功率能力进行稳态运行范围的检测，包括：
[0135] 步骤S401：将柔性直流系统的联接变网侧电压从允许的最大值调节至电压序列中的最大值；
[0136] 步骤S402：将柔性直流系统的有功功率设置为额定功率，无功功率设置为0；
[0137] 步骤S403：将柔性直流系统的联接变网侧电压调节至目标电压值，其中，目标电压值为从电压序列的当前的各待测电压数值中选取的最大值；
[0138] 步骤S404：判断柔性直流系统是否具备过负荷能力；
[0139] 如果不具备过负荷能力，则执行步骤S405：记录下柔性直流系统在当前状态下不处于稳态运行范围，并且记录下柔性直流系统当前的各项运行数据；
[0140] 如果具备过负荷能力，则执行步骤S406：通过约束条件下的稳态运行范围计算方程，判断柔性直流系统是否处于稳态运行范围，并记录判断结果以及柔性直流系统当前的各项运行数据；
[0141] 在确定柔性直流系统在当前状态下不处于稳态运行范围且记录下运行数据之后，执行步骤S407：通过电压调节将柔性直流系统调整至稳态运行范围并且具备负荷能力，再通过逐渐降低电压确定出满足约束条件下的稳态运行范围计算方程的电压临界值，并在电压临界值时记录柔性直流系统的各项运行数据并且结束对柔性直流系统发出有功功率能力的稳态运行范围的检测；
[0142] 在确定柔性直流系统在当前状态下处于稳态运行范围且记录下运行数据之后，执行步骤S408：将当前的目标电压值标记为已测电压数值，并且判断电压序列中是否存在待测电压数值；
[0143] 如果否，则结束对柔性直流系统发出有功功率能力的稳态运行范围的检测；
[0144] 如果是，则执行步骤S409：将柔性直流系统调整至稳态运行范围并且具备负荷能力，并且返回步骤S403以从电压序列中选取出下一个目标电压值。
[0145] 前述实施方式中对柔性直流系统发出额定无功功率能力以及吸收额定无功功率能力进行检测时，在某个电压数值下，无论检测出柔直系统是否稳态运行，均会执行下一个电压数值的检测，直至电压序列中的各个电压数值均被检测完毕。而该种实施方式中对柔直系统发出有功功率能力进行检测时，只要确认在某一个电压数值下柔性直流系统不处于稳态运行范围，便直接找出电压临界值，在电压临界值的条件下记录柔性直流系统的各项运行数据并且结束对柔性直流系统发出有功功率能力的稳态运行范围的检测。
[0146] 例如，例如电压序列包括：500V，480V，450V，430V以及400V。在针对柔直系统的发出有功功率能力执行500V的检测时，检测出系统具备过负荷能力且处于稳态运行范围，将电压从500V调整至480V之后，也检测出系统具备过负荷能力且处于稳态运行范围，继续将电压从480V调整至450V之后，检测出系统不处于稳态运行范围。原因可以是柔直网侧电压过低，触发柔直系统过负荷逻辑，柔直系统无法满发额定有功功率。在记录下实际的有功功率、无功功率、系统电压、联接变网侧电压及联接变阀侧电压等关键运行数据之后执行步骤S407从而确定出电压临界值。具体的，可以先将联接变网侧电压提高使得系统处于稳态运行范围内且具有过负荷能力，例如可以调高至480V。之后从480V缓慢下调联接变网侧电压，使Ivd逐渐逼近Ivdmax，直至通过约束条件确定出换流变网侧的电压临界值，例如确定为465V。即在480V降低至465V的过程中，柔直系统均满足约束条件下的稳态运行范围计算方程，柔直系统处于稳态运行范围，在低于465V时，通过约束条件确认柔直系统不满足稳态运行范围计算方程，即柔直系统不处于稳态运行范围，便可以将465V确定为电压临界值。记录
465V时柔性直流系统的各项运行数据并且结束对柔性直流系统发出有功功率能力的稳态运行范围的检测。在该电压临界值以上，柔性直流系统均具备满发有功功率的能力。
[0147] 相应于上面的方法实施例，本发明实施例还提供了一种柔直系统稳态运行范围检测系统，可与上文相互对应参照
[0148] 可参阅图5，该柔直系统稳态运行范围检测系统可以包括以下模块：
[0149] 电压序列配置模块501，用于配置柔性直流系统的联接变网侧电压的电压序列；
[0150] 稳态运行范围计算方程及约束条件设置模块502，用于预设柔性直流系统的稳态运行范围计算方程，并且稳态运行范围计算方程的约束条件至少包括针对柔性直流系统的过负荷能力的约束以及针对一次设备的耐压能力的约束；
[0151] 检测模块503，用于基于约束条件下的稳态运行范围计算方程，在电压序列的各个电压等级下对柔性直流系统进行稳态运行范围的检测。
[0152] 具体的，稳态运行范围计算方程为：
[0153]
[0154] 其中，Ps+jQs为PCC点流入交流系统的功率，PCC点为换流站联接变网侧与交流系统的连接点；Pv+jQv为变压器阀侧流入变压器的功率，v点为变压器联接变阀侧与变压器网侧的连接点，Pv为变压器阀侧流入变压器的有功功率，Qv为变压器阀侧流入变压器的无功功率，Uv为v点电压；XT为变压器基波等效漏电抗，XL0为基频下的桥臂电抗；Pdiff+jQdiff为换流器流入桥臂电抗器的等效功率；
[0155] 稳态运行范围计算方程的约束条件为：
[0156]
[0157] 其中，m为模块化多电平换流器MMC的输出电压调制比，IvN为MMC交流侧基波电流额定值，Ivd为变压器阀侧电流的d轴分量，Ivq为变压器阀侧电流的q轴分量，Ivdmax为柔性直流系统在具备过负荷能力时的d轴电流允许的最大值，Ivqmax为柔性直流系统在具备过负荷能力时的q轴电流允许的最大值，Uvmax为一次设备的最大耐受电压。
[0158] 在本发明的一种具体实施方式中，检测模块503，具体用于：
[0159] 基于约束条件下的稳态运行范围计算方程，在电压序列的各个电压等级下，对柔性直流系统发出额定无功功率能力、吸收额定无功功率能力以及发出有功功率能力进行稳态运行范围的检测。
[0160] 相应于上面的方法和系统实施例，本发明实施例还提供了一种柔直系统稳态运行范围检测设备以及一种计算机可读存储介质，可与上文相互对应参照。
[0161] 该柔直系统稳态运行范围检测设备可以包括：
[0162] 存储器，用于存储计算机程序；
[0163] 处理器，用于执行计算机程序以实现上述任一实施例中的柔直系统稳态运行范围检测方法的步骤。
[0164] 计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述任一实施例中的柔直系统稳态运行范围检测方法的步骤。这里所说的计算机可读存储介质包括随机存储器(RAM)、内存、
只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、
硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质。
[0165] 专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子
硬件、计算机
软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
[0166] 本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的技术方案及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明
权利要求的保护范围内。
