一种直流电流反馈的柔性直流输电系统交流电压控制方法，所述控制方法是将电压源换流站直流侧电流Id引入交流电压控制器中，通过将所述直流侧电流Id的反馈增益Kd和Kq分别叠加到PWM调制信号的d轴分量和q轴分量中，对所述电压源换流站交流电压进行控制，以提高交流电压控制器对直流系统扰动的响应速度及抗干扰能力。本发明专利技术仅需增加流入电压源换流站直流电流的测量及正反馈，即可有效抑制直流系统扰动对电压源换流站交流侧以及无源网络电压产生的影响，大大提高无源网络电压稳定性及抗直流系统干扰的能力，保证无源网络负荷的正常运行。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于向无源网络供电的柔性直流输电控制
，特别设及一种直流电 流反馈的柔性直流输电系统交流电压控制方法。
技术介绍
柔性直流输电技术凭借可无源逆变、电能质量好、无需无功支撑等技术优势，成为 解决远方孤岛及城市中屯、配网等无源网络供电的重要技术手段之一。为保证无源网络的正 常运行，电压源换流器必须采用交流电压控制，为其提供稳定的交流电压及功率支撑。由于 电压源换流器是直流系统与无源网络之间的媒介，功率来源于直流系统，因此直流系统的 稳定对无源网络的运行至关重要。作为直流系统的重要特征量之一，所有直流系统扰动均 会伴随直流电流的波动。而一旦直流系统发生扰动引起直流电流变化，如故障、潮流变化 等，该扰动均会经电压源换流器对无源网络电压稳定产生影响。该问题的存在不利于无源 网络的稳定运行。目前广泛采用的柔性直流输电系统交流电压控制器均存在该问题，为解 决运一瓶颈，必须研究相应的控制策略，抑制直流系统扰动对无源网络交流电压的影响，而 运方面的研究，在国内外公开文献及报告中均未见报道。
技术实现思路
本专利技术的目的是解决柔性直流输电系统交流电压控制器存在直流系统扰动对无 源网络电压稳定产生影响的问题，提高交流电压控制器对直流系统扰动的响应速度及抗干 扰能力。 为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种直流电流反馈的柔性直流 输电系统交流电压控制方法，所述控制方法是将流入电压源换流站直流侧电流Id引入交流 电压控制器中，通过将所述直流侧电流Id的反馈分别叠加到PWM调制信号的d轴分量和q轴 分量中，对所述电压源换流站交流电压进行控制。 优选的，所述直流侧电流Id的反馈增益为Kd和Kq,所述Kd和Kq的整定公式为(1 )，式中S为载波幅值，Ucd日和UcqO分别为所述电 压源换流站交流侧电压Uc的d轴分量稳态值和q轴分量稳态值，PacO为所述电压源换流站吸 收的有功功率稳态值，UdO为所述电压源换流站直流侧电压的稳态值，C为直流侧电容值，S为 复频域变量。 进一步优选的，对所述电压源换流站交流电压进行控制包括W下具体步骤： ①采用电压互感器和电流互感器测量无源网络接入点的=相电压Us和=相电流 is，并基于锁相环得到电网同步相位； ②基于步骤①所得到的电网同步相位进行派克变换得到电压Us的d轴分量Usd和q 轴分量Usq W及电流i S的d分量i Sd和q分量i sq。 ③将所述交流电压d分量Usd与交流电压指令值d轴分量Usd*进行比较并经比例积分 控制器消除其静态误差，然后将所述比例积分控制器输出量与所述交流电流q轴分量isq和 所述直流电流Id的反馈叠加，其中所述isq的负反馈增益为工频角速度《与联结电抗器电感 L之积《 L，所述直流电流Id的反馈增益Kd由所述反馈增益整定公式计算，从而得到PWM调制 信号的d轴分量。 ④将所述交流电压q分量Usq与交流电压指令值q轴分量Usq*进行比较并经比例积分 控制器消除其静态误差，然后将所述比例积分控制器输出量与所述交流电流d轴分量isd和 所述直流电流Id的反馈叠加，其中所述isd的正反馈增益为工频角速度《与联结电抗器电感 L之积《 L，所述直流电流Id的反馈增益Kq由所述反馈增益整定公式计算，从而得到PWM调制 信号的q轴分量。 ⑤将所述PWM调制信号d轴分量和q轴分量经派克反变换并与所述=角载波进行比 较，得到所述电压源换流站换流阀的开关控制信号。 本专利技术工作原理：与交流系统的电压频率类似，直流电流是直流系统潮流及运行 状态的重要特征量，直流系统的任何扰动都会通过直流电压的波动来体现，将电压源换流 站直流侧电流引入交流电压控制器中，抑制直流系统扰动对无源网络电压稳定性的影响； 一旦直流系统发生扰动，交流电压控制器可通过直流电流的变化对其进行判断；通过配置 合理的直流电流反馈增益，控制器便可针对扰动对PWM调制信号进行调节，从而避免直流系 统扰动对无源网络的影响，保证无源网络负荷的正常运行。 本专利技术的有益效果:本专利技术应用于向无源网络供电的电压源换流站，相比现有技 术的柔性直流输电系统交流电压控制器，本专利技术结构简单易行，仅需增加流入电压源换流 站直流电流的测量及正反馈，即可提高交流电压控制器对直流系统扰动的响应速度及抗干 扰能力；有效抑制直流系统扰动对电压源换流站交流侧W及无源网络电压产生的影响，大 大提高无源网络电压稳定性及抗直流系统干扰的能力，保证无源网络负荷的正常运行。【附图说明】 图1为向无源网络供电的两电平电压源换流站拓扑图；[001引其中，1-无源网络负载，2-换流变压器，Us-无源网络接入点交流电压，3-滤波器， 4-联结电抗器，is-换流站交流电流，Uc-换流站交流侧电压，5-电压源换流阀，6-换流站直流 侧电容，Ud-换流站直流侧电压，Id为流入换流站的直流侧电流； 图2为直流电流反馈的柔性直流输电系统交流电压控制器框图； 图3(a)、化）、（C)、（d)、（e)、（f)分别为电压源换流站采用本实施例的控制方式前 后，对应Kd和Kq不同取值，直流系统发生扰动时试验结果对比曲线。【具体实施方式】 通过W下详细说明结合附图可W进一步理解本专利技术的特点和优点。所提供的实施 例仅是对本专利技术方法的说明，而不W任何方式限制本专利技术掲示的其余内容。 本实施方式提供的技术方案是:一种直流电流反馈的柔性直流输电系统交流电压 控制方法，所述控制方法是将流入电压源换流站直流侧电流Id引入交流电压控制器中，通 过将所述直流侧电流Id的反馈分别叠加到PWM调制信号的d轴分量和q轴分量中，对所述电 压源换流站交流电压进行控制。 所述直流侧电流I d的反馈增益为K d和K q，所述K d和K q的整定公式为n )，式中S为载波幅值，UedO和Ueq日分别为所述电 压源换流站交流侧电压Uc的d轴分量稳态值和q轴分量稳态值，PacO为所述电压源换流站吸 收的有功功率稳态值，UdO为所述电压源换流站直流侧电压的稳态值，C为直流侧电容值，S为 复频域变量。 对所述电压源换流站交流电压进行控制包括W下具体步骤： ①采用电压互感器和电流互感器测量无源网络接入点的=相电压Us和=相电流 is，并基于锁相环得到电网同步相位； ②基于步骤①所得到的电网同步相位进行派克变换得到电压Us的d轴分量Us^Pq 轴分量山。^及电流13的(1分量13巧化分量13。。 ③将所述交流电压d分量Usd与交流电压指令值d轴分量Usd*进行比较并经比例积分 控制器消除其静态误差，然后将所述比例积分控制器输出量与所述交流电流q轴分量isq和 所述直流电流Id的反馈叠加，其中所述isq的负反馈增益为工频角速度《与联结电抗器电感 L之积《L，所述直流电流Id的反馈增益Kd由所述反馈增益整定公式计算，从而得到PWM调制 信号的d轴分量。 ④将所述交流电压q分量Usq与交流电压指令值q轴分量Usq*进行比较并经比例积分 控制器消除其静态误差，然后将所述比例积分控制器输出量与所述交流电流d轴分量isd和 所述直流电流Id的反馈叠加，其中所述isd的正反馈增益为工频角速度《与联结电抗器电感 L之积《L，所述直流电流Id的反馈增益Kq由所述反馈增益整定公式计算，从而得到PWM调制 信号的q轴分本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种直流电流反馈的柔性直流输电系统交流电压控制方法，其特征在于：所述控制方法是将流入电压源换流站直流侧电流Id引入交流电压控制器中，通过将所述直流侧电流Id的反馈分别叠加到PWM调制信号的d轴分量和q轴分量中，对所述电压源换流站交流电压进行控制。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘开培，饶雪，杨洁，秦亮，冉晓洪，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42
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