一种柔直换流阀孤岛和联网模式在线平滑切换方法技术

一种柔直换流阀孤岛和联网模式在线平滑切换方法，一种柔直换流阀孤岛和联网模式在线平滑切换方法，包括有功指令切换模块、无功指令切换模块、功率控制模块、电压控制模块和电流控制模块。有功功率指令切换模块输出端和无功指令切换模块输出端分别与功率控制模块的有功给定输入端和无功给定输入端相连接，功率控制模块的输出端与电压控制模块的输入端和有功指令切换模块的输入端相连，电压控制模块的输出端分别与电网前馈电流相加后经限幅环节后与电流控制模块输入端连接，电流控制模块输出换流阀最终的dq轴电压调制信号。能够提高柔直换流阀在孤岛和联网运行模式切换过程的稳定性。

An online smooth switching method of islanding and networking mode of soft direct converter valve

【技术实现步骤摘要】
一种柔直换流阀孤岛和联网模式在线平滑切换方法
本专利技术涉及柔性直流输电换流阀控制
，特别涉及一种柔直换流阀孤岛和联网模式在线平滑切换方法。
技术介绍
柔性直流输电换流阀已广泛应用于电网异步互联、风电等大规模新能源并网等领域，换流阀通常采用模块化多电平结构，多个功率模块串联组成换流阀1个桥臂，换流阀6个桥臂对称，每个功率模块由全控型功率器件(IGBT，IEGT)以半桥或全桥型式连接组成。柔性直流输电换流阀能够连接弱交流系统、向无源网络供电、提高风电等新能源接入电网的穿透功率等。随着柔性直流输电技术的不断进步，目前柔直技术已向多端系统发展，多个换流站并联与同一直流母线，如南澳的三端柔直系统等，各端换流站相互协调运行，具备多种控制方式和运行方案，包括纯直流线路运行、交流线路和直流线路并联运行，双端运行、三端运行等等。根据不同运行需求，需要换流站实现在线控制方式的切换，如在交-直流线路并联运行时交流系统故障断开，则换流阀脱离电网需要自动转换为孤岛运行方式，相反，交流系统恢复，换流阀需要再次联网运行。在孤岛和联网运行切换过程中，需要网侧交流开关和换流阀控制方式转换密切配合，但实际工程中交流断路器合闸时刻和控制模式转换等过程均存在延时和不确定性，系统切换过程中通常存在较大扰动导致系统运行方式切换失败而跳闸，影响系统稳定性。对此文献“MMC-HVDC联网及孤岛运行状态转换策略”提出了一种双闭环下垂控制器，利用有功功率-频率的下垂特性得到电网同步相位，无需控制模式切换实现联网转孤岛网的统一控制结构，但在联网至孤岛的切换过程中，换流阀交流侧与电网断开，并网功率瞬间将减为零。换流阀输出功率不变，因而负载电压和频率会因为功率的不平衡而发生突变，切换时可能导致输出电压波动，影响负载供电质量。可进一步改进控制控制模式转换方法。
技术实现思路
为了解决
技术介绍
中的技术问题，本专利技术提供一种柔直换流阀孤岛和联网模式在线平滑切换方法，能够提高柔直换流阀在孤岛和联网运行模式切换过程的稳定性。为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案实现：一种柔直换流阀孤岛和联网模式在线平滑切换方法，所述方法包括：有功指令切换模块、无功指令切换模块、功率控制模块、电压控制模块和电流控制模块；有功指令切换模块输出端的第二有功给定信号Pref2和无功指令切换模块输出端的第二无功给定信号Qref2分别与功率控制模块的有功给定输入端Pref和无功给定输入端Qref相连接，功率控制模块的输出端的d轴电压给定信号Udref和q轴电压给定信号Uqref与电压控制模块的输入端连接，同步相位计算值θcal与有功指令的切换模块的输入端相连，电压控制模块的输出端的第一d轴电流给定信号Idref1和第一q轴电流给定信号Iqref1分别与电网前馈电流Igd和Igq相加后经限幅一和限幅二后与电流控制模块输入端Idref2和Iqref2连接，电流控制模块输出换流阀最终的d、q轴电压调制信号Vdref和Vqref。所述的有功指令切换模块的输入量包括：第一有功给定信号Pref1，电网相位θPLL，功率控制模块输出的同步相位θcal，和控制模式信号；输出量为第二有功给定信号；所述控制模式信号有0和1两种信号值，与模式选择开关的控制端S相连，控制端为0时，模式选择开关的输出端Out与模式选择开关的第一输入端In1相连，控制端为1时，模式选择开关的输出端Out与模式选择开关的第二输入端In2相连；模式选择开关的第一输入端In1与有功指令切换模块的输入量第一有功功给定信号Pref1相连接，模式选择开关的第二输入端In2与相位调节器PI1的输出端相连，电网相位θPLL与功率模块输出的同步相位θcal差值经正弦计算sin后与相位调节器PI1的输入端相连；输出量第二有功给定信号Pref2与模式选择开关的输出端Out相连；所述的相位调节器PI1为比例-积分调节器。所述的无功指令切换模块的输入量包括：交流电压幅值给定信号Eref，交流电压幅值反馈信号Efbk，第一无功功率给定信号Qref1和控制模式信号；输出量为第二无功给定信号Qref2；所述控制模式信号有0和1两种信号值，与模式选择开关的控制端相连，控制端为0时，模式选择开关的输出端Out与模式选择开关的第一输入端In1相连，控制端为1时，模式选择开关的输出端Out与模式选择开关的第二输入端In2相连；模式选择开关的第一输入端In1与无功指令切换模块的输入量第一无功给定信号Qref1相连接，模式选择开关的第二输入端In2与电压幅值调节器PI2输出端相连，交流电压幅值给定信号Eref和交流电压幅值反馈信号Efbk的差值与电压幅值调节器PI2的输入端相连；输出量第二无功给定信号Qref2与模式选择开关的输出端Out相连；所述电压幅值调节器PI2为比例-积分调节器。所述的功率控制模块的输入量包括：有功功率给定信号Pref，有功功率反馈信号Pfbk，无功功率给定信号Qref，无功功率反馈信号Qfbk；输出量包括：d轴电压给定信号Udref、q轴电压给定信号Uqref和同步相位计算值θcal；有功功率给定信号Pref和有功功率反馈信号Pfbk差值和有功功率调节器Kp输入端相连，有功功率调节器Kp输出端与电网额定角频率ω0之和与积分器输入端相连，积分器输出端θcal与坐标变换模块相位输入端相连；无功功率给定信号Qref和无功功率反馈信号Qfbk的差值与无功功率调节器PI4输入端相连，无功功率调节器输出端与Kp-dq坐标变换模块的幅值输入端相连；Kp-dq坐标变换实现极坐标到同步旋转坐标的变换，Kp-dq坐标变换模块第一输出端与第二输出端分别与功率控制模块的输出量d轴电压给定信号Udref和q轴电压给定信号Uqref相连；其中有功功率调节器Kp为比例调节器。所述的电压控制模块输入量包括：功率控制模块输出的d轴电压给定信号Udref和q轴电压给定信号Uqref，以及d轴电压反馈信号Udfbk和q轴电压反馈信号Uqfbk；输出量为第一d轴电流给定信号Idref1和第一q轴电流给定信号Iqref1；d轴电压给定Uqref和d轴电压反馈Udfbk的差值与d轴电压调节器PI5输入端相连，q轴电压给定Uqref和q轴电压反馈Uqfbk的差值与q轴电压调节器PI6输入端相连，d轴电压调节器PI5输出端和q轴电压调节器PI6输出端分别与电压控制模块输出端的第一d轴电流给定信号Idref1和第一q轴电流给定信号Iqref1相连接。所述的电流控制模块输入包括：第二d轴电流给定信号Idref2和第二q轴电流给定信号Iqref2，以及换流阀交流侧d轴电流反馈信号Idfbk和q轴电流反馈信号Iqfbk；输出信号包括d轴电压调制信号Vdref和q轴电压调制信号Vqref；第二d轴电流给定信号Idref2和换流阀交流侧d轴电流反馈信号Idfbk之差与d轴电流调节器PI7输入端连接，第二q轴电流给定信号Iqref2和换流阀交流侧q轴电流反馈信号Iqfbk之差与q轴电流调节器PI8输入端连接；d轴电流调节器PI7和q轴电流调节器PI8的输出信号分别与电流控制模块本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种柔直换流阀孤岛和联网模式在线平滑切换方法，其特征在于，所述方法包括：有功指令切换模块、无功指令切换模块、功率控制模块、电压控制模块和电流控制模块；有功指令切换模块输出端的有功给定信号P

【技术特征摘要】
1.一种柔直换流阀孤岛和联网模式在线平滑切换方法，其特征在于，所述方法包括：有功指令切换模块、无功指令切换模块、功率控制模块、电压控制模块和电流控制模块；有功指令切换模块输出端的有功给定信号Pref2和无功指令切换模块输出端的无功给定信号Qref2分别与功率控制模块的有功给定输入端Pref和无功给定输入端Qref相连接，功率控制模块的输出端的d轴电压给定信号Udref和q轴电压给定信号Uqref与电压控制模块的输入端连接，同步相位计算值θcal与有功指令的切换模块的输入端相连，电压控制模块的输出端的第一d轴电流给定信号Idref1和第一q轴电流给定信号Iqref1分别与电网前馈电流Igd和Igq相加后经限幅一和限幅二后与电流控制模块输入端Idref2和Iqref2连接，电流控制模块输出换流阀最终的d、q轴电压调制信号Vdref和Vqref。


2.根据权利要求1所述的一种柔直换流阀孤岛和联网模式在线平滑切换方法，其特征在于，所述的有功指令切换模块的输入量包括：第一有功给定信号Pref1，电网相位θPLL，功率控制模块输出的同步相位θcal，和控制模式信号；输出量为第二有功给定信号；所述控制模式信号有0和1两种信号值，与模式选择开关的控制端S相连，控制端为0时，模式选择开关的输出端Out与模式选择开关的第一输入端In1相连，控制端为1时，模式选择开关的输出端Out与模式选择开关的第二输入端In2相连；模式选择开关的第一输入端In1与有功指令切换模块的输入量第一有功功给定信号Pref1相连接，模式选择开关的第二输入端In2与相位调节器PI1的输出端相连，电网相位θPLL与功率模块输出的同步相位θcal差值经正弦计算sin后与相位调节器PI1的输入端相连；输出量第二有功给定信号Pref2与模式选择开关的输出端Out相连；所述的相位调节器PI1为比例-积分调节器。


3.根据权利要求1所述的一种柔直换流阀孤岛和联网模式在线平滑切换方法，其特征在于，所述的无功指令切换模块的输入量包括：交流电压幅值给定信号Eref，交流电压幅值反馈信号Efbk，第一无功功率给定信号Qref1和控制模式信号；输出量为第二无功给定信号Qref2；所述控制模式信号有0和1两种信号值，与模式选择开关的控制端相连，控制端为0时，模式选择开关的输出端Out与模式选择开关的第一输入端In1相连，控制端为1时，模式选择开关的输出端Out与模式选择开关的第二输入端In2相连；模式选择开关的第一输入端In1与无功指令切换模块的输入量第一无功给定信号Qref1相连接，模式选择开关的第二输入端In2与电压幅值调节器PI2输出端相连，交流电压幅值给定信号Eref和交流电压幅值反馈信号Efbk的差值与电压幅值调节器PI2的输入端相连；输出量第二无功给定信号Qref2与模式选择开关的输出端...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈俊，周月宾，邹常跃，史尤杰，王国强，翁海清，张海涛，易荣，鲁挺，岳伟，
申请(专利权)人：南方电网科学研究院有限责任公司，荣信汇科电气技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：广东;44