柔性直流送出孤岛系统的虚拟同步参数自适应方法和装置制造方法及图纸

本申请涉及一种柔性直流送出孤岛系统的虚拟同步参数自适应方法、装置和设备，该方法包括获取柔性直流送出孤岛系统的第一功率数据、联络阻抗数据、转动惯量数据和第二功率数据；根据第一功率数据、联络阻抗数据和第二功率数据计算得到功率转换系数；根据联络阻抗数据和转动惯量数据计算得到惯性系数；根据第一功率数据的第一直流输出功率、第二功率数据的第二直流输出功率、功率转换系数和惯性系数作为虚拟同步控制的控制参数。该方法将第一直流输出功率、第二直流输出功率、功率转换系数和惯性系数作为柔性直流送出孤岛系统中虚拟同步控制的控制参数，避免虚拟同步控制的惯量时间常数设置不当，导致柔性直流送出孤岛系统出现功角失稳现象的发生。现功角失稳现象的发生。现功角失稳现象的发生。

【技术实现步骤摘要】
柔性直流送出孤岛系统的虚拟同步参数自适应方法和装置


[0001]本申请涉及电力系统控制
，尤其涉及一种柔性直流送出孤岛系统的虚拟同步参数自适应方法、装置和设备。

技术介绍

[0002]大规模新能源资源多处于沙漠、戈壁、荒漠偏远地区，本地电网薄弱，新能源孤岛送出运行难度较大。因此，可将大规模新能源与本地电网弱联络，再经柔性直流送出。在大规模新能源弱联网送出系统中，本地电网电气距离较长，对新能源支撑能力不足，常需要柔性直流进行构网。柔性直流采用定幅值定频率控制(VF控制)。其中，定频率控制有两种方式，是采用给定值和虚拟同步控制。虚拟同步控制又分为两种：根据功率偏差按一定比例系数给定频率偏差控制以及根据功率偏差按一定惯量时间常数动态调节频率控制。
[0003]在大规模新能源弱联网送出系统中采用定幅值定频率控制存在的问题有：
[0004]采用定频率控制的柔性直流频率恒定，无法参与一次调频，若本地电网有切机/切负荷等大功率扰动，柔性直流将承担大量不平衡功率。当切机/切负荷功率大于柔性直流可调节能力时，柔性直流换流站功率将饱和，导致控制失效，进而为送出系统安全运行带来风险。
[0005]采用虚拟同步控制的柔性直流频率能够根据不平衡功率调节，可减少对不平衡功率的承担量，但若惯量时间常数设置不当，则在故障后易因柔性直流相角摆开过大而与弱电网之间发生功角失稳。

技术实现思路

[0006]本申请实施例提供了一种柔性直流送出孤岛系统的虚拟同步参数自适应方法、装置和设备，用于解决现有新能源弱联网经柔性直流送出孤岛系统采用虚拟同步控制存在因惯量时间常数设置不当，在故障发生后易出现功角失稳的技术问题。
[0007]为了实现上述目的，本申请实施例提供如下技术方案：
[0008]一方面，提供了一种柔性直流送出孤岛系统的虚拟同步参数自适应方法，包括以下步骤：
[0009]获取柔性直流送出孤岛系统中输电线路的第一功率数据、联络阻抗数据、转动惯量数据和第二功率数据，所述第二功率数据是获取柔性直流送出孤岛系统中输电线路的传输功率经低通滤波处理后得到的；
[0010]根据所述第一功率数据、所述联络阻抗数据和所述第二功率数据计算，得到柔性直流送出孤岛系统中虚拟同步控制的功率转换系数；
[0011]根据所述联络阻抗数据和所述转动惯量数据计算，得到虚拟同步控制的惯性系数；
[0012]根据所述第一功率数据的第一直流输出功率、所述第二功率数据的第二直流输出功率、所述功率转换系数和所述惯性系数作为虚拟同步控制的控制参数控制柔性直流送出
孤岛系统的运行。
[0013]优选地，所述第一功率数据包括各个同步机群的第一送出功率、第一直流输出功率以及第一联络线功率，所述第二功率数据包括各个同步机群的第二送出功率、第二直流输出功率以及第二联络线功率，所述第一联络线功率和所述第二联络线功率均为柔性直流送出孤岛系统与电力系统的本地同步电网的联络线功率，所述联络阻抗数据包括各个同步机群的机群联络阻抗和同步联络阻抗，所述转动惯量数据包括各个同步机群的机群转动惯量和同步电网转动惯量。
[0014]优选地，根据所述第一功率数据、所述联络阻抗数据和所述第二功率数据计算，得到柔性直流送出孤岛系统中虚拟同步控制的功率转换系数包括：
[0015]将各个同步机群的第一送出功率与其对应的所述第二送出功率计算，得到各个同步机群的送出功率差值；
[0016]将所述第一直流输出功率与所述第二直流输出功率计算，得到直流输出功率差值；将所述第一联络线功率与所述第二联络线功率计算，得到联络线功率差值；
[0017]将各个同步机群的送出功率差值与对应的机群联络阻抗计算，得到各个同步机群的第一数据；将所述联络线功率差值与所述同步联络阻抗计算，得到第二数据；
[0018]将所有所述第一数据、所述第二数据和所述直流输出功率差值计算，得到柔性直流送出孤岛系统中虚拟同步控制的功率转换系数。
[0019]优选地，该柔性直流送出孤岛系统的虚拟同步参数自适应方法包括：根据所述第一功率数据、所述联络阻抗数据和所述第二功率数据采用功率转换系数计算公式计算，得到柔性直流送出孤岛系统中虚拟同步控制的功率转换系数，所述功率转换系数计算公式为：
[0020][0021]式中，K
p
为功率转换系数，n为柔性直流送出孤岛系统中同步机群的总数，P
sgi(0)
为第i个同步机群的第一送出功率，P
sgi
为第i个同步机群的第二送出功率，P
grid(0)
为第一联络线功率，P
grid
为第二联络线功率，X
sgi
为第i个同步机群的机群联络阻抗，X
grid
为同步联络阻抗，P
hvdc(0)
为第一直流输出功率，P
hvdc
为第二直流输出功率。
[0022]优选地，根据所述联络阻抗数据和所述转动惯量数据计算，得到虚拟同步控制的惯性系数包括：
[0023]将各个同步机群的机群联络阻抗与其对应的机群转动惯量计算，得到各个同步机群的第一惯性数据；
[0024]将所述同步联络阻抗与所述同步电网转动惯量计算，得到第二惯性数据；
[0025]根据所有所述第一惯性数据和所述第二惯性数据计算，得到虚拟同步控制的惯性系数。
[0026]优选地，该柔性直流送出孤岛系统的虚拟同步参数自适应方法包括：根据所述联络阻抗数据和所述转动惯量数据采用惯性系数计算公式计算，得到虚拟同步控制的惯性系数；所述惯性系数计算公式为：
[0027][0028]式中，J为虚拟同步控制的惯性系数，n为柔性直流送出孤岛系统中同步机群的总数，X
sgi
为第i个同步机群的机群联络阻抗，X
grid
为同步联络阻抗，J
sgi
为第i个同步机群的机群转动惯量，J
grid
为同步电网转动惯量。
[0029]再一方面，提供了一种柔性直流送出孤岛系统的虚拟同步参数自适应装置，包括数据获取模块、第一计算模块、第二计算模块和执行控制模块；
[0030]所述数据获取模块，用于获取柔性直流送出孤岛系统中输电线路的第一功率数据、联络阻抗数据、转动惯量数据和第二功率数据，所述第二功率数据是获取柔性直流送出孤岛系统中输电线路的传输功率经低通滤波处理后得到的；
[0031]所述第一计算模块，用于根据所述第一功率数据、所述联络阻抗数据和所述第二功率数据计算，得到柔性直流送出孤岛系统中虚拟同步控制的功率转换系数；
[0032]所述第二计算模块，用于根据所述联络阻抗数据和所述转动惯量数据计算，得到虚拟同步控制的惯性系数；
[0033]所述执行控制模块，用于根据所述第一功率数据的第一直流输出功率、所述第二功率数据的第二直流输出功率、所述功率转换系数和所述惯性系数作为虚拟同步控制的控制参数控制柔性直流送本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种柔性直流送出孤岛系统的虚拟同步参数自适应方法，其特征在于，包括以下步骤：获取柔性直流送出孤岛系统中输电线路的第一功率数据、联络阻抗数据、转动惯量数据和第二功率数据，所述第二功率数据是获取柔性直流送出孤岛系统中输电线路的传输功率经低通滤波处理后得到的；根据所述第一功率数据、所述联络阻抗数据和所述第二功率数据计算，得到柔性直流送出孤岛系统中虚拟同步控制的功率转换系数；根据所述联络阻抗数据和所述转动惯量数据计算，得到虚拟同步控制的惯性系数；根据所述第一功率数据的第一直流输出功率、所述第二功率数据的第二直流输出功率、所述功率转换系数和所述惯性系数作为虚拟同步控制的控制参数控制柔性直流送出孤岛系统的运行。2.根据权利要求1所述的柔性直流送出孤岛系统的虚拟同步参数自适应方法，其特征在于，所述第一功率数据包括各个同步机群的第一送出功率、第一直流输出功率以及第一联络线功率，所述第二功率数据包括各个同步机群的第二送出功率、第二直流输出功率以及第二联络线功率，所述第一联络线功率和所述第二联络线功率均为柔性直流送出孤岛系统与电力系统的本地同步电网的联络线功率，所述联络阻抗数据包括各个同步机群的机群联络阻抗和同步联络阻抗，所述转动惯量数据包括各个同步机群的机群转动惯量和同步电网转动惯量。3.根据权利要求2所述的柔性直流送出孤岛系统的虚拟同步参数自适应方法，其特征在于，根据所述第一功率数据、所述联络阻抗数据和所述第二功率数据计算，得到柔性直流送出孤岛系统中虚拟同步控制的功率转换系数包括：将各个同步机群的第一送出功率与其对应的所述第二送出功率计算，得到各个同步机群的送出功率差值；将所述第一直流输出功率与所述第二直流输出功率计算，得到直流输出功率差值；将所述第一联络线功率与所述第二联络线功率计算，得到联络线功率差值；将各个同步机群的送出功率差值与对应的机群联络阻抗计算，得到各个同步机群的第一数据；将所述联络线功率差值与所述同步联络阻抗计算，得到第二数据；将所有所述第一数据、所述第二数据和所述直流输出功率差值计算，得到柔性直流送出孤岛系统中虚拟同步控制的功率转换系数。4.根据权利要求2所述的柔性直流送出孤岛系统的虚拟同步参数自适应方法，其特征在于，包括：根据所述第一功率数据、所述联络阻抗数据和所述第二功率数据采用功率转换系数计算公式计算，得到柔性直流送出孤岛系统中虚拟同步控制的功率转换系数，所述功率转换系数计算公式为：式中，K
p
为功率转换系数，n为柔性直流送出孤岛系统中同步机群的总数，P
sgi(0)
为第i个同步机群的第一送出功率，P
sgi
为第i个同步机群的第二送出功率，P
grid(0)
为第一联络线功
率，P
grid
为第二联络线功率，X
sgi
为第i个同步机群的机群联络阻抗，X
grid
为同步联络阻抗，P
hvdc(0)
为第一直流输出功率，P
hvdc
为第二直流输出功率。5.根据权利要求2所述的柔性直流送出孤岛系统的虚拟同步参数自适应方法，其特征在于，根据所述联络阻抗数据和所述转动惯量数据计算，得到虚拟同步控制的惯性系数包括：将各个同步机群的机群联络阻抗与其对应的机群转动惯量计算，得到各个同步机群的第一惯性数据；将所述同步联络阻抗与所述同步电网转动惯量计算，得到第二惯性数据；根据所有所述第一惯性数据和所述第二惯性数据计算，得到...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐王倩云，张野，杨子千，徐光虎，邱建，
申请(专利权)人：中国南方电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：