一种LCC‑MMC型直流输电系统功率协调控制方法技术方案

本发明专利技术涉及一种LCC‑MMC型直流输电系统功率协调控制方法，根据Δα、ΔEr、Er以及Udc生成MMC定电压控制指令Udc‑ref

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种LCC-MMC型直流输电系统功率协调控制方法，属于LCC-MMC型直流输电系统功率控制。
技术介绍
模块化多电平电压源型换流器(MMC)具备了电压源换流器(VSC)全部的优点，并且本质上彻底解决了换相失败故障，同时还具有制造难度低、开关频率较低、并网点谐波含量少、扩展性强等优点。基于晶闸管换流器(LCC)的高压直流输电系统技术已经发展的非常成熟，但是由于晶闸管换流器自身的限制，换相失败始终是高压直流输电系统难以解决的问题。如图1所示，为一种较为典型的LCC-MMC混合直流输电系统，LCC-MMC混合直流输电系统结合了LCC和MMC的优势，是一种具备较高技术经济性的优化配置方案，在受端系统为直流多馈入地区、弱电网、孤岛供电等工程中将有着广泛的应用场景。对于LCC-MMC系统中需要两端换流器的运行参数相互协调以保证功率的稳定传输。LCC采用了相控技术，通过对晶闸管换流器触发角的调节来达到控制目标；MMC运行中采用最近电平逼近调制法，通过控制子模块的投入和切除的个数来实现控制目标。LCC采用定直流电流控制，MMC采用定直流电压控制。运行中LCC和MMC换流器运行过程如果配合得不合理将会导致功率传输的终端或者运行故障发生，因此协调控制对于混合直流输电系统的安全稳定运行有着关键性的作用。业界内关于如何协调两端换流器的控制参数并没有详细的研究，也没有对根据混合直流输电系统中LCC与MMC控制器控制参数之间相互的配合来进行功率协调的控制。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种LCC-MMC型直流输电系统功率协调控制方法。为实现上述目的，本专利技术的方案包括一种LCC-MMC型直流输电系统功率协调控制方法，根据Δα、ΔEr、Er以及Udc生成MMC定电压控制指令Udc-ref*，根据该控制指令Udc-ref*对MMC进行控制；根据Δα、Er以及Idc生成LCC定电流控制指令Idc-ref*，根据该控制指令Idc-ref*对LCC进行控制；其中，Udc为MMC直流侧直流电压，Idc为MMC直流侧直流电流，ΔEr为LCC线电压实际误差值，Δα是LCC中晶闸管的实际触发角与设计值之间的实际误差值。实现所述根据Δα、ΔEr、Er以及Udc生成MMC定电压控制指令Udc-ref*的手段为：当Δα>A、且ΔEr>Ec时，根据ΔEr和Udc计算Udc-ref的第一校正系数DKK，DKK与Udc-ref的乘积为Udc-ref的第一校正量；当Δα>A、且ΔUdc>Uc时，根据Δα、Er和Udc计算Udc-ref的第二校正系数DUK，DUK与Udc-ref的乘积为Udc-ref的第二校正量；将所述第一校正量与所述第二校正量相加，得到Udc-ref的总校正量，所述总校正量与Udc-ref的和值为所述MMC定电压控制指令Udc-ref*；其中，ΔUdc为MMC直流电压实际误差值，A为用于与Δα进行比较的设定误差值，Ec和Uc分别为设定的误差允许值。实现所述根据Δα、Er以及Idc生成LCC定电流控制指令Idc-ref*的手段为；当Δα>A、且ΔIdc>Ic时，根据Δα、Er以及Idc计算Idc-ref的校正系数DIK，DIK与Idc-ref的乘积为Idc-ref的校正量，所述Idc-ref的校正量与Idc-ref的和值为所述LCC定电流控制指令Idc-ref*；其中，ΔIdc为LCC电流实际误差，A为用于与Δα进行比较的设定误差值，Ic为设定的误差允许值。实现所述根据ΔEr和Udc计算Udc-ref的第一校正系数DKK的计算公式为：实现所述根据Δα、Er和Udc计算Udc-ref的第二校正系数DUK的计算公式为：其中，α0为系统触发角设计值，C1为设定系数。实现所述根据Δα、Er以及Idc计算Idc-ref的校正系数DIK的计算公式为：其中，α0为系统触发角设计值，C1和C2均为设定系数。C1=32π.]]>其中，R为线路阻抗，Lr为换相电感。本专利技术的有益效果是，该功率协调控制方法以LCC-MMC型直流输电系统中LCC中晶闸管的触发角α为系统稳定传输的基础判断条件，以功率稳定传输为目标对两端换流器的控制参数进行协调，该协调控制方法可以快速的判断系统不稳定因素，并能够迅速并准确的对两端的控制参数进行调节，以使系统快速恢复到稳定运行的状态，并且可以实时跟踪系统波动。并且，该控制方法在触发角实际误差大于设定误差值的基础上，对电压的实际误差值进行判断，当电压的实际误差值大于电压设定误差值时，根据触发角误差值和电压误差值进行计算，最终得到校正后的电压指令值，最后根据该校正后的电压指令值对MMC进行控制，实现定电压的控制；同理，对电流的实际误差值进行判断，并最终得到校正后的电流指令值，最后根据该校正后的电流指令值对LCC进行控制，通过上述的两个控制，实现了对该直流输电系统的两端的控制参数进行对应调节，达到功率协调控制的目的。另外，该协调控制方法简单有效，实际工程中便于实现；同时考虑引起系统波动的因素，可以准确做出协调控制；协调控制系统直接针对换流器控制指令，响应速度快。附图说明图1是LCC-MMC型直流输电系统的整体结构示意图；图2是LCC-MMC型直流输电系统功率传输等效示意图；图3是LCC-MMC型直流输电系统协调控制触发指令生成框图；图4是定直流电压协调控制框图；图5是定电流电压协调控制框图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步详细的说明。如图1所示，为LCC-MMC型直流输电系统的整体结构示意图，混合直流输电系统中，LCC的拓扑和常规直流输电系统中晶闸管整流器一致，不再赘述；VSC形式比较多，本文采用半桥子模块型式的模块化多电平换流器(MMC)拓扑。混合直流输电系统中送端采用晶闸管整流器(LCC)，在运行过程中通过控制晶闸管的周期开通来将交流侧电能转换为直流电能并送出。逆变站采用了模块化多电平换流器(MMC)，通过全控型电力电子器件的开通与关断控制将直流电能转换成交流电能并送入到电网中。MMC运行中采用最近电平逼近调制法，通过控制子模块的投入和切除的个数来实现控制目标。由于该LCC-MMC型直流输电系统属于现有技术，所以，关于该直流输电系统的具体的构成不再详细说明。由于LCC采用定电流控制，所以，可以将LCC等效为一个电流源；MMC采用定电压控制，所以，可以将MMC等效为一个电压源，如图2所示，其为LCC-MMC型混合直流输电系统功率传输等效示意图。系统功率本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种LCC‑MMC型直流输电系统功率协调控制方法，其特征在于，根据Δα、ΔEr、Er以及Udc生成MMC定电压控制指令Udc‑ref*，根据该控制指令Udc‑ref*对MMC进行控制；根据Δα、Er以及Idc生成LCC定电流控制指令Idc‑ref*，根据该控制指令Idc‑ref*对LCC进行控制；其中，Udc为MMC直流侧直流电压，Idc为MMC直流侧直流电流，ΔEr为LCC线电压实际误差值，Δα是LCC中晶闸管的实际触发角与设计值之间的实际误差值。

【技术特征摘要】
1.一种LCC-MMC型直流输电系统功率协调控制方法，其特征在于，
根据Δα、ΔEr、Er以及Udc生成MMC定电压控制指令Udc-ref*，根据该控制指令Udc-ref*对MMC
进行控制；
根据Δα、Er以及Idc生成LCC定电流控制指令Idc-ref*，根据该控制指令Idc-ref*对LCC进行
控制；
其中，Udc为MMC直流侧直流电压，Idc为MMC直流侧直流电流，ΔEr为LCC线电压实际误差
值，Δα是LCC中晶闸管的实际触发角与设计值之间的实际误差值。
2.根据权利要求1所述的LCC-MMC型直流输电系统功率协调控制方法，其特征在于，实
现所述根据Δα、ΔEr、Er以及Udc生成MMC定电压控制指令Udc-ref*的手段为：
当Δα>A、且ΔEr>Ec时，根据ΔEr和Udc计算Udc-ref的第一校正系数DKK，DKK与Udc-ref的乘
积为Udc-ref的第一校正量；
当Δα>A、且ΔUdc>Uc时，根据Δα、Er和Udc计算Udc-ref的第二校正系数DUK，DUK与Udc-ref的
乘积为Udc-ref的第二校正量；
将所述第一校正量与所述第二校正量相加，得到Udc-ref的总校正量，所述总校正量与
Udc-ref的和值为所述MMC定电压控制指令Udc-ref*；
其中，ΔUdc为MMC直流电压实际误差值，A为用于与Δα进行比较的设定误差值，Ec和Uc分
别为设定的误差允许值。<...

【专利技术属性】
技术研发人员：张军，杨美娟，吴金龙，王先为，刘欣和，张浩，姚为正，于朝晖，
申请(专利权)人：西安许继电力电子技术有限公司，许继集团有限公司，许继电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61