一种受端换流站控制方法和系统技术方案

技术编号:22080107 阅读:53 留言:0更新日期:2019-09-12 15:39
本发明专利技术提供了一种受端换流站控制方法和系统,包括:分别根据有功指令值计算受端换流站中虚拟同步机的转子角位移,根据无功指令值计算虚拟同步机输出的三相电流指令;根据三相电流指令和转子角位移,得到旋转坐标系下的直轴和交轴电流指令;根据直轴和交轴电流指令,采用电流内环控制方程及最近电平逼近控制方法对受端换流站进行控制。该方法和系统提出的控制策略使得新能源发电的受端换流站能够模拟同步发电机特性,从而具有了惯性及调频功能,可有效地提升电网对新能源并网系统的接纳能力。

A Control Method and System for Receiver Converter Station

【技术实现步骤摘要】
一种受端换流站控制方法和系统
本专利技术属于电力系统输配电
,具体涉及一种受端换流站控制方法和系统。
技术介绍
柔性直流输电(HVDC)作为一种新型电力传输方式,由于线路损耗小、谐波水平低、可独立调节有功无功等特点,在中远距离传输,特别是在可再生能源的长距离传输以及在电网互联中得到了广泛的应用。随着HVDC在电力系统中的渗透率逐步提高,电力系统内传统发电机组装机容量需求相应减少,电网的等效旋转惯量降低,导致系统调频能力明显减弱,且目前的HVDC系统常采用传统的基于旋转坐标系下的双环解耦控制,其中包括有功——无功或直流电压——无功等控制方法,然而这些方法并不能积极响应系统的频率变化,无法对交流系统提供有效的频率支撑,这样非常不利于电力系统的安全稳定运行。近年来基于虚拟同步机(VSG)控制的HVDC技术在微电网等领域中逐渐发展起来,其通过模拟同步发电机机械方程和电气方程,使HVDC具有了同步发电机的运行特性,能够实现对系统的调频功能,从而有效的抑制系统的频率波动,对解决上述问题具有借鉴价值。但是,目前学术界对于VSG控制的HVDC研究大多着眼于其受端换流站或电网之间的连接,没有对于本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种受端换流站控制方法,其特征在于,包括:分别根据有功指令值计算受端换流站中虚拟同步机的转子角位移,根据无功指令值计算所述虚拟同步机输出的三相电流指令;根据所述三相电流指令和转子角位移,得到旋转坐标系下的直轴和交轴电流指令;根据所述直轴和交轴电流指令,采用电流内环控制方程及最近电平逼近控制方法对受端换流站进行控制。

【技术特征摘要】
1.一种受端换流站控制方法,其特征在于,包括:分别根据有功指令值计算受端换流站中虚拟同步机的转子角位移,根据无功指令值计算所述虚拟同步机输出的三相电流指令;根据所述三相电流指令和转子角位移,得到旋转坐标系下的直轴和交轴电流指令;根据所述直轴和交轴电流指令,采用电流内环控制方程及最近电平逼近控制方法对受端换流站进行控制。2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据有功指令值计算受端换流站中虚拟同步机的转子角位移,包括:忽略调速器,将有功指令值作为虚拟同步机的机械功率;将所述机械功率代入虚拟同步机的机械方程,计算虚拟同步机的转子角位移。3.如权利要求2所述的方法,其特征在于,所述转子角位移如下式计算:式中,θ表示虚拟同步机转子的角位移,J表示虚拟同步机的转动惯量,D表示虚拟同步机的阻尼系数,Pe表示虚拟同步机的电磁功率,Pm表示小虚拟同步机的机械功率,ω表示虚拟同步机的机械角速度,ω0表示虚拟同步机的额定角速度;其中,虚拟同步机的电磁功率Pe由下式计算得到:Pe=esaisa+esbisb+escisc式中,esa、esb和esc分别表示虚拟同步机的三相内电势,isa、isb和isc分别表示虚拟同步机的三相电流。4.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据无功指令值计算所述虚拟同步机输出的三相电流指令,包括:将无功指令值与虚拟同步机实际无功值的差值进行比例积分调节,得到虚拟同步机的电势输入量;通过所述电势输入量和转子角位移计算虚拟同步机输出的三相电流指令。5.如权利要求4所述的方法,其特征在于,所述虚拟同步机的电势输入量,如下式计算:其中,E表示虚拟同步机的电势输入量,Qref表示无功指令值,QVSG表示虚拟同步机实际无功值,kα表示虚拟同步机比例积分调节的比例增益,表示对kβ进行积分,kβ表示虚拟同步机比例积分调节的积分增益。6.如权利要求4所述的方法,其特征在于,所述通过所述电势输入量和转子角位移计算虚拟同步机输出的三相电流指令,如下式所示:其中,isabc_ref表示虚拟同步机输出的三相电流指令,Ls表示虚拟同步机的同步电感,Rs表示虚拟同步机的同步电阻,usabc表示受端换流站输出的三相额定电压,esabc_ref表示虚拟同步机的内电势指令值;...

【专利技术属性】
技术研发人员:魏晓光张海峰郑林刘近马浩宇吴文祥杨建伟张迪
申请(专利权)人:全球能源互联网研究院有限公司
类型:发明
国别省市:北京,11

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