一种柔性直流输电系统抑制低频振荡的控制方法技术方案

技术编号:33329052 阅读:23 留言:0更新日期:2022-05-08 09:08
本发明专利技术公开一种柔性直流输电系统低频振荡抑制的控制方法,属于柔性直流输电领域。包括:在柔直控制器中配置附加有功功率稳定控制器和/或无功功率稳定控制器来抑制系统振荡;所述有功功率稳定控制器提取有功功率的振荡分量,根据有功功率的振荡分量获得有功功率补偿分量;所述无功功率稳定控制器提取无功功率的振荡分量,根据无功功率的振荡分量获得无功功率补偿分量;将有功功率补偿分量叠加到柔直控制系统的有功类控制环节中;将无功功率补偿分量叠加到柔直控制系统的无功类控制环节中,从而达到抑制系统电压电流振荡的目的,保证柔性直流输电系统的安全稳定运行。性直流输电系统的安全稳定运行。性直流输电系统的安全稳定运行。

【技术实现步骤摘要】
一种柔性直流输电系统抑制低频振荡的控制方法


[0001]本专利技术属于电力系统柔性直流输电
,具体涉及一种柔性直流输电系统抑制低频振荡的控制方法。

技术介绍

[0002]柔性直流输电技术是新一代高压直流输电技术,与通常采用电流源换流器(CSC)的高压直流输电比较,其特点是可以实现有功功率和无功功率的独立控制,无需无功功率补偿,可以无需交流电网的短路容量支持换相,从而解决直流输电向弱系统或无源交流电网供电的问题。但目前对柔性直流输电接入弱交流电网、海上风电、孤岛供电等典型应用场景的适应性缺乏研究,其控制保护技术也主要针对有源强系统,将有源强系统的控制策略应用到弱电网或风电连接时存在系统稳定性差和动态性能较弱问题。
[0003]低频振荡问题是电力系统的一个重要研究课题,电力系统低频振荡的诱发因素很多,与发电机转子转速摆动、磁场强度变化、电网负荷变化和网络结构的变化等因素都有关,电网的低频振荡严重时能导致电网的解列,危害电网的安全稳定运行。电力系统发生低频振荡时,柔直控制系统的电压、电流、有功功率、无功功率等都可能发生振荡,电网的功率与电压电流相互耦合,理论上,通过抑制系统的功率振荡就能抑制系统的电压电流振荡。
[0004]目前针对柔直系统低频振荡问题,最常用的措施是附加虚拟阻抗控制策略来改善柔直系统阻抗特性,从而抑制系统振荡,在某些特定振荡工况下,采用虚拟阻抗控制并不能实现柔直系统的稳定控制,单一的虚拟阻抗控制存在一定的局限性,因而进一步开展柔性直流系统的低频振荡抑制措施研究,解决柔直与交流电网的系统振荡,提升柔性直流输电与交流互联系统的动态稳定性具有重大的现实需求。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于针对现有技术不足,提供一种用于柔性直流输电系统抑制低频振荡的控制方法,可以较好的抑制柔直系统与交流系统互联时的低频振荡,保证系统的安全稳定运行。
[0006]为了达成上述目的,本专利技术采用的技术方案是:
[0007]一种柔性直流输电系统抑制低频振荡的控制方法,换流站控制器采用双闭环结构矢量控制策略,所述方法包括:
[0008]在柔直控制器中配置附加有功功率稳定控制器和/或无功功率稳定控制器来抑制系统振荡;
[0009]所述有功功率稳定控制器提取有功功率的振荡分量,根据有功功率的振荡分量获得有功功率补偿分量;
[0010]所述无功功率稳定控制器提取无功功率的振荡分量,根据无功功率的振荡分量获得无功功率补偿分量;
[0011]将有功功率补偿分量叠加到柔直控制系统的有功类控制环节中;
[0012]将无功功率补偿分量叠加到柔直控制系统的无功类控制环节中。
[0013]优选的方案中,所述有功功率稳定控制器提取有功功率的振荡分量、所述无功功率稳定控制器提取无功功率的振荡分量的方法为:
[0014]采集柔直系统交流侧三相电压实际值Usa、Usb、Usc和三相电流实际值Isa、Isb、Isc;通过锁相环得到同步旋转角度θ;
[0015]通过dq坐标变换获取交流电压的d、q轴分量Usd、Usq和交流电流的d、q轴分量Isd、Isq;
[0016]通过交流电压的d、q轴分量Usd、Usq和交流电流的d、q轴分量Isd、Isq计算获取实际有功功率P和无功功率Q;
[0017][0018]滤除有功功率P中的直流分量和高频分量,获取有功功率的振荡分量;
[0019]滤除无功功率Q中的直流分量和高频分量,获取无功功率的振荡分量。
[0020]优选的方案中,所述根据有功功率的振荡分量获得有功功率补偿分量具体为:将有功功率的振荡分量取反后得到有功功率补偿分量ΔP;
[0021]所述根据无功功率的振荡分量获得无功功率补偿分量具体为:将无功功率的振荡分量取反后得到无功功率补偿分量ΔQ。
[0022]优选的方案中,所述有功功率振荡分量取反再进行限幅处理后得到有功功率补偿分量ΔP;
[0023]所述无功功率的振荡分量取反再进行限幅处理后得到无功功率补偿分量ΔQ。
[0024]优选的方案中,当有功类控制环节选择定有功功率控制模式时,所述将有功功率补偿分量叠加到柔直控制系统的有功类控制环节中具体为:将有功功率补偿分量叠加到柔直控制系统有功功率指令值。
[0025]优选的方案中,当有功类控制环节选择定直流电压控制模式时,所述将有功功率补偿分量叠加到柔直控制系统的有功类控制环节中具体为:将有功功率补偿分量叠加到定直流电压控制环节的有功功率中间控制量上。
[0026]优选的方案中,当无功类控制环节选择定无功功率控制模式时,所述将无功功率补偿分量叠加到柔直控制系统的无功类控制环节中具体为:将无功功率补偿分量叠加到控制系统的无功功率指令值。
[0027]优选的方案中,当无功类控制环节选择定交流电压控制模式时,所述将无功功率补偿分量叠加到柔直控制系统的无功类控制环节中具体为:将无功功率补偿分量叠加到定交流电压控制环节的无功功率中间控制量上。
[0028]优选的方案中,所述直流分量的滤除方法包括:采用高通滤波器、带通滤波器或陷波器。
[0029]优选的方案中,所述高频分量的滤除方法包括:采用低通滤波环节、带阻滤波器或陷波器。
[0030]优选的方案中,滤除有功功率P中的直流分量和高频分量后,再经过移相环节对交流电压电流采样延时和控制延时进行补偿,获取有功功率的振荡分量;滤除无功功率Q中的直流分量和高频分量后,再经过移相环节对交流电压电流采样延时和控制延时进行补偿,
获取无功功率的振荡分量。
[0031]采用上述方案后,本专利技术的有益效果为:
[0032](1)本专利技术提供的柔性直流输电系统抑制低频振荡的控制方法,通过配置附加有功功率稳定控制器和无功功率稳定控制器来抑制系统功率振荡,进而实现抑制系统电压电流振荡的目的,提高柔直系统接入弱电网时的运行稳定性,使得柔直系统更加安全可靠。
[0033](2)本专利技术提供的柔性直流输电系统抑制低频振荡的控制方法,控制结构简单、物理概念清晰,无需附加任何硬件装置,只需对柔直控制算法稍作修改便可达到抑制系统低频振荡的目的,且对柔直有源系统的各种控制方式均具有适用性,可广泛应用于柔直输电系统中。
附图说明
[0034]图1柔性直流输电系统双闭环矢量控制示意图;
[0035]图2电流内环控制框图;
[0036]图3为本专利技术一实施例提供的一种柔性直流输电系统抑制低频振荡方法的有功功率和无功功率补偿分量提取控制框图;
[0037]图4为本专利技术一实施例提供的一种柔性直流输电系统抑制低频振荡方法的功率稳定控制器控制框图;
[0038]图5为本专利技术一实施例提供的一种柔性直流输电系统抑制低频振荡方法的流程图。
具体实施方式
[0039]为了使本专利技术的技术方案更加清楚明白,以下将结合附图及具体实施例,对本专利技术的技术方案进行详细说明。
[0040]柔直控制系统主流控制方案本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种柔性直流输电系统抑制低频振荡的控制方法,换流站控制器采用双闭环结构矢量控制策略,其特征在于,所述方法包括:在柔直控制器中配置附加有功功率稳定控制器和/或无功功率稳定控制器来抑制系统振荡;所述有功功率稳定控制器提取有功功率的振荡分量,根据有功功率的振荡分量获得有功功率补偿分量;所述无功功率稳定控制器提取无功功率的振荡分量,根据无功功率的振荡分量获得无功功率补偿分量;将有功功率补偿分量叠加到柔直控制系统的有功类控制环节中;将无功功率补偿分量叠加到柔直控制系统的无功类控制环节中。2.如权利要求1所述的一种柔性直流输电系统抑制低频振荡的控制方法,其特征在于,所述有功功率稳定控制器提取有功功率的振荡分量、所述无功功率稳定控制器提取无功功率的振荡分量的方法为:采集柔直系统交流侧三相电压实际值Usa、Usb、Usc和三相电流实际值Isa、Isb、Isc;通过锁相环得到同步旋转角度θ;通过dq坐标变换获取交流电压的d、q轴分量Usd、Usq和交流电流的d、q轴分量Isd、Isq;通过交流电压的d、q轴分量Usd、Usq和交流电流的d、q轴分量Isd、Isq计算获取实际有功功率P和无功功率Q;滤除有功功率P中的直流分量和高频分量,获取有功功率的振荡分量;滤除无功功率Q中的直流分量和高频分量,获取无功功率的振荡分量。3.如权利要求1所述的一种柔性直流输电系统抑制低频振荡的控制方法,其特征在于,所述根据有功功率的振荡分量获得有功功率补偿分量具体为:将有功功率的振荡分量取反后得到有功功率补偿分量ΔP;所述根据无功功率的振荡分量获得无功功率补偿分量具体为:将无功功率的振荡分量取反后得到无功功率补偿分量ΔQ。4.如权利要求1所述的一种柔性直流输电系统抑制低频振荡的控制方法,其特征在于,所述有功功率振荡分量取反再进行限幅处理后得到有功功率补偿分量ΔP;所述无功功率的振荡分量...

【专利技术属性】
技术研发人员:鲁雷卢宇王柯汪楠楠王佳成随顺科姜崇学任铁强
申请(专利权)人:南京南瑞继保电气有限公司国网江苏省电力有限公司
类型:发明
国别省市:

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