一种柔性直流输电系统的站级无功控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种柔性直流输电系统的站级无功控制方法，包括：检测得到换流站公共连接点的电压信号实测值以及电流信号实测值；换流站公共连接点的交流电流无功分量参考值与电流信号实测值的q轴分量进行比较，差值作为换流站公共连接点无功电流偏差量，无功电流偏差量经修正系数K倍增益后得到换流站交流近区的电压补偿量；交流电压参考值与电压补偿量以及交流电压实测值进行比较后，得到无功外环偏差量，无功外环偏差量经PI调节后得到交流电流无功分量参考值，将交流电流无功分量参考值作为内环控制的输入。该方法能充分利用柔直输电系统的无功调节能力，能够减少无功补偿时波动的频次，也能够防止无功补偿造成剧烈波动。也能够防止无功补偿造成剧烈波动。也能够防止无功补偿造成剧烈波动。

【技术实现步骤摘要】
一种柔性直流输电系统的站级无功控制方法


[0001]本专利技术属于直流输电
，具体涉及一种柔性直流输电系统的站级无功控制方法。

技术介绍

[0002]随着柔性直流输电系统向更高电压等级、更大输电容量、多端化和网络化发展，灵活可靠的柔性直流输电系统拥有广阔的应用前景。现有的柔性直流系统站级控制策略多为有功
‑
无功解耦控制，其中无功控制环节单一，传统的无功控制方法主要包括定无功功率控制和定交流电压控制两种控制方式，具体的说：
[0003]当换流站与交流系统连接，在正常工况下一般以精确输送有功功率为最高优先级。当换流站所连接交流节点的电压出现波动时，需要快速将电压波动进行抑制，以此避免有功功率的输送受到影响。此时，如果采用传统定无功功率控制并设置无功参考值为0，对电压波动的抑制效果比较差，同时也不利于发挥柔性直流输电有功和无功灵活独立控制特点，没有充分利用柔直输电系统无功调节能力；而如果采用传统定交流电压控制，虽然会对电压波动进行抑制，但该方法对于电压波动的抑制过于频繁，从而可能会引起无功功率的频繁调整，不利于系统电压的快速恢复，同时也不利于换流站近区的无功补偿设备进行配合以及无功功率的合理分配。

技术实现思路

[0004]为了解决现有技术中的问题，本专利技术提供一种柔性直流输电系统的站级无功控制方法。
[0005]本专利技术的技术方案如下：
[0006]一种柔性直流输电系统的站级无功控制方法，包括：
[0007]检测得到换流站公共连接点的电压信号实测值U
s
以及电流信号实测值I
s
；
[0008]换流站公共连接点的交流电流无功分量参考值I
sqref
与电流信号实测值I
s
的q轴分量I
sq
进行比较，差值作为换流站公共连接点无功电流偏差量ΔI
sq
，ΔI
sq
经修正系数K倍增益后得到换流站交流近区的电压补偿量ΔU
ref
；
[0009]交流电压参考值U
ref
与电压补偿量ΔU
ref
以及交流电压实测值U
s
进行比较后，得到无功外环偏差量ΔU，ΔU经PI调节后得到交流电流无功分量参考值I
sqref
，将交流电流无功分量参考值I
sqref
作为内环控制的输入。
[0010]进一步地，所述修正系数K＝100l，l为换流站的无功补偿参与系数，l的取值范围为(0,1]。
[0011]进一步地，所述换流站交流近区的电压补偿量ΔU
ref
的计算公式如下：
[0012]ΔU
ref
＝K*ΔI
sq
。
[0013]进一步地，所述无功外环偏差量ΔU的计算公式如下：
[0014]ΔU＝U
ref
‑
ΔU
ref
‑
U
s
。
[0015]进一步地，所述交流电压参考值U
ref
取换流站公共连接点的电压额定值U
set
。
[0016]进一步地，所述柔性直流输电系统的站级有功控制采用定有功功率控制或定直流电压控制。
[0017]进一步地，所述定有功功率控制包括如下具体方法：
[0018]检测得到换流站公共连接点的有功功率实测值P
s
，将检测的有功功率实测值P
s
与有功功率参考值P
ref
进行比较，差值经PI调节得到交流电流有功分量参考值I
sdref
，将交流电流无功分量参考值I
sdref
作为内环控制的输入；
[0019]所述定直流电压控制包括如下具体方法：
[0020]检测得到换流站的直流线路电压实测值U
dc
，将检测的直流线路电压实测值U
dc
与直流线路电压参考值U
dcref
进行比较，差值经PI调节得到交流电流有功分量参考值I
sdref
，将交流电流有功分量参考值I
sdref
作为内环控制的输入。
[0021]进一步地，所述内环控制中，首先将电流信号实测值的d轴分量I
sd
和电流信号实测值的q轴分量I
sq
分别与交流电流有功分量参考值I
sdref
以及交流电流无功分量参考值I
sqref
进行比较，差值分别进行PI调节，将调节后的修正量分别与d、q轴电流间的耦合项以及电压信号实测值的d轴分量U
sd
、电压信号实测值的q轴分量U
sq
进行运算，得到换流站出口电压d轴分量U
cd
和换流站出口电压q轴分量U
cq
，再将换流站出口电压d轴分量U
cd
和换流站出口电压q轴分量U
cq
输入SPWM。
[0022]进一步地，所述电流信号实测值的d轴分量I
sd
和电流信号实测值的q轴分量I
sq
是通过将电流信号实测值I
s
进行dq变换得到；
[0023]进一步地，所述电压信号实测值的d轴分量U
sd
、电压信号实测值的q轴分量U
sq
是通过将换流站公共连接点的电压信号实测值U
s
进行dq变换得到。
[0024]本专利技术相比于现有技术具有如下有益效果：
[0025]本专利技术提出一种柔性直流输电系统的站级无功控制方法，该方法相比于传统定无功功率控制，以稳定公共连接点的电压为控制目标，交流电压参考值U
ref
取换流站公共连接点的电压额定值U
set
，从而能充分利用柔直输电系统的无功调节能力，利于发挥柔性直流输电有功和无功灵活独立控制特点。
[0026]本专利技术的站级无功控制方法，相比于传统交流电压控制，增加了无功电流补偿环节，将无功电流偏差量ΔI
sq
经修正系数K倍增益后得到换流站交流近区的电压补偿量ΔU
ref
用于无功电流补偿，该设计能够减少无功补偿时波动的频次，也能够防止无功补偿造成剧烈波动；同时本专利技术对修正系数K的取值进行设计，将修正系数K与换流站的无功补偿参与系数相关联，更有益于同换流站近区的无功补偿设备进行配合，利于无功补偿设备并联运行的情况下无功功率的合理分配。
附图说明
[0027]图1为直流输电系统站级控制结构示意图。
[0028]图2为真双极柔性直流输电系统站级控制有功无功解耦控制框图。
[0029]图3为站级控制中无功控制结构示意图。
[0030]图4为换流站的直流电压波形仿真曲线图。
[0031]图5为换流站公共连接本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种柔性直流输电系统的站级无功控制方法，其特征在于：包括：检测得到换流站公共连接点的电压信号实测值U
s
以及电流信号实测值I
s
；换流站公共连接点的交流电流无功分量参考值I
sqref
与电流信号实测值I
s
的q轴分量I
sq
进行比较，差值作为换流站公共连接点无功电流偏差量ΔI
sq
，ΔI
sq
经修正系数K倍增益后得到换流站交流近区的电压补偿量ΔU
ref
；交流电压参考值U
ref
与电压补偿量ΔU
ref
以及交流电压实测值U
s
进行比较后，得到无功外环偏差量ΔU，ΔU经PI调节后得到交流电流无功分量参考值I
sqref
，将交流电流无功分量参考值I
sqref
作为内环控制的输入。2.根据权利要求1所述的柔性直流输电系统的站级无功控制方法，其特征在于：所述修正系数K＝100l，l为换流站的无功补偿参与系数，l的取值范围为(0,1]。3.根据权利要求1或2所述的柔性直流输电系统的站级无功控制方法，其特征在于：所述换流站交流近区的电压补偿量ΔU
ref
的计算公式如下：ΔU
ref
＝K*ΔI
sq
。4.根据权利要求3所述的柔性直流输电系统的站级无功控制方法，其特征在于：所述无功外环偏差量ΔU的计算公式如下：ΔU＝U
ref
‑
ΔU
ref
‑
U
s
。5.根据权利要求4所述的柔性直流输电系统的站级无功控制方法，其特征在于：所述交流电压参考值U
ref
取换流站公共连接点的电压额定值U
set
。6.根据权利要求1所述的柔性直流输电系统的站级无功控制方法，其特征在于：所述柔性直流输电系统的站级有功控制采用定有功功率控制或定直流电压控制。7.根据权利要求6所述的柔性直流输电系统的站级无功控制方法，其特征在于：所述定有功功率控制包括如下具体方法：检测得到换流站公共连接点的有功功率实测值P
s

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡晖，彭竹弈，黄慧，韩杏宁，孙震宇，许偲轩，常海军，王荃荃，王超，赵菲菲，李兆伟，张文嘉，刘福锁，祁万春，
申请(专利权)人：国电南瑞南京控制系统有限公司国网江苏省电力有限公司，
类型：发明
国别省市：