一种柔性直流输电系统的黑启动控制方法和相关装置制造方法及图纸

本申请公开了一种柔性直流输电系统的黑启动控制方法和相关装置，方法包括：在柔性直流输电系统黑启动运行模式解锁前，将预设换流变的分接开关档位从0档调整到n档，其中，n＞0，预设换流变为柔性直流输电系统中无源系统侧的换流器所连接的换流变；确定无源系统在dq轴的电压和电流；根据电压，生成电流参考值；综合电压、电流和电流参考值，生成黑启动过程中的脉冲触发信号。减小了换流变饱和引起中性点电阻过负荷保护动作跳闸的风险。阻过负荷保护动作跳闸的风险。阻过负荷保护动作跳闸的风险。

【技术实现步骤摘要】
一种柔性直流输电系统的黑启动控制方法和相关装置


[0001]本申请涉及柔性直流输电领域，尤其涉及一种柔性直流输电系统的黑启动控制方法和相关装置。

技术介绍

[0002]换流变是高压直流输电系统的重要设备之一，位于交流电与直流电变换的核心位置，是连接电网与换流阀的重要环节。换流变的运行特性影响着直流输电系统乃至电网的运行，特别是换流变的饱和特性。
[0003]黑启动是电网遭受重大灾难大面积停电后的重要恢复措施，柔性直流可以快速、独立控制有功和无功，并且不依赖电网换相，在电网黑启动应用上，相对基于晶闸管的传统高压直流具有不可比拟的优越性，可实现向远距离无源孤岛电网进行供电，助力电网快速恢复。
[0004]对于如图1所示的柔性直流输电系统，其黑启动过程中，换流变阀侧的交流电压爬升时会产生磁通。当电压爬升到一定程度时，根据换流变的饱和特性，可能产生畸变的励磁电流及谐波分量，随着电压的进一步提升将加剧换流变的饱和，特别是对于星形接线且中性点经电阻接地的换流变，谐波过大会导致中性点电阻过负荷保护动作，进而引起直流跳闸闭锁。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本申请提供了一种柔性直流输电系统的黑启动控制方法和相关装置，考虑换流变的饱和特性，减小换流变饱和引起中性点电阻过负荷保护动作跳闸的风险。
[0006]本申请第一方面提供了一种柔性直流输电系统的黑启动控制方法，包括：
[0007]在柔性直流输电系统黑启动运行模式解锁前，将预设换流变的分接开关档位从0档调整到n档，其中，n＞0，所述预设换流变为柔性直流输电系统中无源系统侧的换流器所连接的换流变；
[0008]确定所述无源系统在dq轴的电压和电流；
[0009]根据所述电压，生成电流参考值；
[0010]综合所述电压、所述电流和所述电流参考值，生成黑启动过程中的脉冲触发信号。
[0011]可选地，确定所述无源系统在dq轴的电压和电流，具体包括：
[0012]采集所述无源系统侧的三相电压和三相电流；
[0013]将所述三相电压进行派克变换，得到所述无源系统在dq轴的电压Ud和Uq；
[0014]将所述三相电流进行派克变换，得到所述无源系统在dq轴的电流Id和Iq。
[0015]可选地，根据所述电压，生成电流参考值，具体包括：
[0016]基于外环定频率控制器，将所述电压Uq经过比例和积分控制，得到电流参考值iqref；
[0017]基于外环定交流电压幅值控制器，将所述电压Ud经过比例控制，得到电流参考值
idref。
[0018]可选地，综合所述电压、所述电流和所述电流参考值，生成黑启动过程中的脉冲触发信号，具体包括：
[0019]利用内环控制器，综合所述电压Ud和Uq、所述电流Id和Iq、所述电流参考值idref和iqref，生成dq轴的电压参考值Udref和Uqref；
[0020]将所述电压参考值Udref和Uqref进行反派克变换，生成控制阀侧电压的调制波参考值和黑启动过程中的脉冲触发信号。
[0021]可选地，基于外环定交流电压幅值控制器，将所述电压Ud经过比例控制，得到电流参考值idref，具体包括：
[0022]将所述电压参考值Udref通过n档分接开关档位转换为实际电压参考值；
[0023]将所述实际电压参考值输入至外环定交流电压幅值控制器；
[0024]利用所述外环定交流电压幅值控制器，将所述电压Ud经过比例控制，得到电流参考值idref。
[0025]可选地，基于外环定交流电压幅值控制器，将所述电压Ud经过比例控制，得到电流参考值idref，还包括：
[0026]将爬升速率限制器的输出端与所述外环定交流电压幅值控制器连接，其中，所述爬升速率限制器的输入端用于输入所述无源系统侧的三相电压。
[0027]本申请第二方面提供了一种柔性直流输电系统的黑启动控制装置，包括：
[0028]调整单元，用于在柔性直流输电系统黑启动运行模式解锁前，将预设换流变的分接开关档位从0档调整到n档，其中，n＞0，所述预设换流变为柔性直流输电系统中无源系统侧的换流器所连接的换流变；
[0029]确定单元，用于确定所述无源系统在dq轴的电压和电流；
[0030]第一生成单元，用于根据所述电压，生成电流参考值；
[0031]第二生成单元，用于综合所述电压、所述电流和所述电流参考值，生成黑启动过程中的脉冲触发信号。
[0032]可选地，所述确定单元具体包括：
[0033]采集子单元，用于采集所述无源系统侧的三相电压和三相电流；
[0034]第一变换子单元，用于将所述三相电压进行派克变换，得到所述无源系统在dq轴的电压Ud和Uq；
[0035]第二变换子单元，用于将所述三相电流进行派克变换，得到所述无源系统在dq轴的电流Id和Iq。
[0036]可选地，所述第一生成单元具体包括：
[0037]第一生成子单元，用于基于外环定频率控制器，将所述电压Uq经过比例和积分控制，得到电流参考值iqref；
[0038]第二生成子单元，用于基于外环定交流电压幅值控制器，将所述电压Ud经过比例控制，得到电流参考值idref。
[0039]可选地，所述第二生成单元具体包括：
[0040]第三生成子单元，用于利用内环控制器，综合所述电压Ud和Uq、所述电流Id和Iq、所述电流参考值idref和iqref，生成dq轴的电压参考值Udref和Uqref；
[0041]第四生成子单元，用于将所述电压参考值Udref和Uqref进行反派克变换，生成控制阀侧电压的调制波参考值和黑启动过程中的脉冲触发信号。
[0042]本申请第三方面提供了一种柔性直流输电系统的黑启动控制设备，包括处理器以及存储器；
[0043]所述存储器用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；
[0044]所述处理器用于根据所述程序代码中的指令执行任一种第一方面所述的柔性直流输电系统的黑启动控制方法。
[0045]本申请第四方面提供了一种存储介质，所述存储介质用于存储程序代码，所述程序代码用于执行任一种第一方面所述的柔性直流输电系统的黑启动控制方法。
[0046]从以上技术方案可以看出，本申请具有以下优点：
[0047]本申请中柔性直流输电系统的黑启动控制方法包括：在柔性直流输电系统黑启动运行模式解锁前，将预设换流变的分接开关档位从0档调整到n档，其中，n＞0，预设换流变为柔性直流输电系统中无源系统侧的换流器所连接的换流变；确定无源系统在dq轴的电压和电流；根据电压，生成电流参考值；综合电压、电流和电流参考值，生成黑启动过程中的脉冲触发信号。
[0048]申请人在研究现有技术后发现，现有直流输电系统的预设换流变的分接开关档位默认为0档，0档时阀侧电压较高，易引起换流变饱和风险，故本申请考虑换流变饱和特性本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种柔性直流输电系统的黑启动控制方法，其特征在于，包括：在柔性直流输电系统黑启动运行模式解锁前，将预设换流变的分接开关档位从0档调整到n档，其中，n＞0，所述预设换流变为柔性直流输电系统中无源系统侧的换流器所连接的换流变；确定所述无源系统在dq轴的电压和电流；根据所述电压，生成电流参考值；综合所述电压、所述电流和所述电流参考值，生成黑启动过程中的脉冲触发信号。2.根据权利要求1所述的柔性直流输电系统的黑启动控制方法，其特征在于，确定所述无源系统在dq轴的电压和电流，具体包括：采集所述无源系统侧的三相电压和三相电流；将所述三相电压进行派克变换，得到所述无源系统在dq轴的电压Ud和Uq；将所述三相电流进行派克变换，得到所述无源系统在dq轴的电流Id和Iq。3.根据权利要求2所述的柔性直流输电系统的黑启动控制方法，其特征在于，根据所述电压，生成电流参考值，具体包括：基于外环定频率控制器，将所述电压Uq经过比例和积分控制，得到电流参考值iqref；基于外环定交流电压幅值控制器，将所述电压Ud经过比例控制，得到电流参考值idref。4.根据权利要求3所述的柔性直流输电系统的黑启动控制方法，其特征在于，综合所述电压、所述电流和所述电流参考值，生成黑启动过程中的脉冲触发信号，具体包括：利用内环控制器，综合所述电压Ud和Uq、所述电流Id和Iq、所述电流参考值idref和iqref，生成dq轴的电压参考值Udref和Uqref；将所述电压参考值Udref和Uqref进行反派克变换，生成控制阀侧电压的调制波参考值和黑启动过程中的脉冲触发信号。5.据权利要求4所述的柔性直流输电系统的黑启动控制方法，其特征在于，基于外环定交流电压幅值控制器，将所述电压Ud经过比例控制，得到电流参考值idref，具体包括：将所述电压参考值Udref通过n档分接开关档位转换为实际电压参考值；将所述实...

【专利技术属性】
技术研发人员：林雪华，廖梦君，陈德扬，郭琦，李书勇，黄立滨，陈钦磊，刘志江，
申请(专利权)人：南方电网科学研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：