【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电力电子，尤其涉及一种电压源型换流器高频振荡综合抑制方法，其应用范围包括但不限于柔性直流输电、直流配电网、新能源发电并网、灵活交流输电、轨道交通、船舶电气、工业传动、冶金冶炼等应用场景。
技术介绍
1、在半导体技术和电力电子技术快速发展的当代，电压源型换流器(voltagesource converter,vsc)一般是指采用电压控制类型的半导体器件构建具有交直流电能相互转换的电力电子装备，其中电压控制类型的半导体器件往往以绝缘栅双极型晶体管(insulate gate bipolar transistor,igbt)和金属氧化物半导体场效应晶体管(metaloxide semiconductor field effect transistor,mosfet)这两种为典型代表。正是由于采用了这种全控类型的半导体器件，使得vsc控制特性非常灵活，具有非常广泛的应用场景，例如柔性直流输电(flexible high voltage direct current,hvdc)、交直流配电网、新能源并网、灵活交流输电、轨道交通、船舶电气、工业传动、冶金冶炼等。特别是国家“双碳”目标的提出，将更大促进vsc在上述领域的应用范围，尤其是柔性直流输电、交直流配电网、新能源并网、灵活交流输电、轨道交通等场景具有更加广阔的发展空间。
2、vsc根据应用场景和输出电压的不同需求，存在多种类型拓扑结构，包括两/三电平、模块化多电平及其各种变种拓扑结构，例如在柔性直流输电领域常用的是模块化多电平换流器(modular multi
3、vsc连接有源交流电网或者新能源系统发生高频振荡的本质因素是因链路延时的存在，使得vsc输出阻抗在高频段周期性存在负阻尼效应，与所连交流系统的容性区域交互作用形成了负阻尼rlc等效电路，进而产生高频振荡。当前，vsc高频振荡抑制措施主要包括附加控制、无源阻尼装置、限制运行方式等。附加控制不会额外增加系统硬件成本和有功损耗，主要通过增加或改进vsc控制结构与参数，从而转移高频负阻尼效应频段，使vsc在原振荡频率处呈现正阻尼特性，即正电阻特性，进而达到抑制高频振荡的目的，但本质上并没有完全消除高频负阻尼效应，系统依然存在高频振荡风险。无源阻尼装置通常在公共耦合点(point of common coupling,pcc)配置无源阻尼滤波器，可完全消除换流站高频负阻尼效应，即将负电阻校正为正电阻，但是会增加系统功率损耗、无功补偿和成本，受场地和经济性等方面的影响，其应用受到限制。限制运行方式尽管也可以抑制某些特例情况下的高频振荡，但是使得系统运行方式灵活性受到限制，高频振荡风险与附加控制一样存在，应用较少。
技术实现思路
1、鉴于上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种电压源型换流器高频振荡综合抑制方法，综合附加控制和无源阻尼装置两种方案的技术优势，采用vsc换流站阻抗特性宽频范围分开协调重构思想，其中附加控制主导中低频率段阻抗特性，将负阻尼效应向更高频率范围转移，再利用无源阻尼装置主导中高频率段阻抗特性，消除更高频段的负阻尼效应，从而在彻底解决高频振荡风险的前提下，降低无源阻尼装置体积、重量、损耗和无功补偿。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、一种电压源型换流器高频振荡综合抑制方法，通过附加控制器和无源阻尼装置进行综合抑制，包括：
4、对附加控制器的参数进行设计，使换流器在附加控制器的主导区域内呈现正阻尼特性；并计算附加控制器转移负阻尼的频率上限，进而确定无源阻尼装置的阻尼性能主导区域；
5、对无源阻尼装置的参数进行设计，使换流器在无源阻尼装置的阻尼性能主导区域内呈现正阻尼特性。
6、进一步地，附加控制器的参数设计过程包括：
7、s1.1：确定附加控制器参数的约束条件；
8、s1.2：基于附加控制器参数的约束条件计算得到附加控制器参数的可行范围；
9、s1.3：基于附加控制器参数的可行范围，校验加入附加控制器后换流器自身稳定性。
10、进一步地，s1.2具体包括：
11、判断单个附加控制器能否满足使换流器在附加控制器的主导区域内呈现正阻尼特性；
12、若满足，则采用单个附加控制器并计算单个附加控制器参数的可行范围；
13、若不满足，则采用多个附加控制器叠加，并依次计算附加控制器参数的可行范围。
14、进一步地，s1.3之后还包括：
15、s1.4：若加入附加控制器后换流器自身失稳，则更换附加控制器的类型,并返回步骤s1.1；若加入附加控制器后换流器自身稳定，通过叠加不同类型的附加控制器以避免引入新的分量而对控制系统造成负面影响，并增强阻尼性能。
16、进一步地，从外特性来看，附加控制器的结构包括：阶梯滤波器、滑窗滤波器、复数滤波器、交叉耦合补偿滤波器、低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、带阻滤波器、谐波补偿器、谐振控制器、陷波器、滞环比较滤波器；附加控制器的实现阶数包括：一阶、二阶、三阶和高阶；多个附加控制器叠加时，叠加方式包括级联、并联或者两者混合。
17、进一步地，附加控制器参数的约束条件至少包括：
18、(1)附加控制器的引入需使换流器在频率范围呈现正阻尼特性，和分别代表附加控制主导区域的频率下限和上限；
19、(2)加入附加控制器后的换流器第一个负阻尼高频段电导最小值不小于没有附加控制器时的电导最小值即min代表取最小值，和gvsc分别代表有、无附加控制器时换流器的电导；其中和均为负数；
20、(3)加入附加控制器后的换流器第一个负阻尼高频段电导最小值所在的频率不小于没有加入附加控制器的换流器第一个负阻尼高频段电导最小值min{gvsc}所在的频率f vsc，即加入附加控制器后使得换流器第一个负阻尼高频段电导最小值所在的频率往更高频方向变化，进而降低无源阻尼装置的损耗、补偿的无功功率、体积与重量等。
21、进一步地，无源阻尼装置的参数设计过程包括：
22、选本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种电压源型换流器高频振荡综合抑制方法，其特征在于，通过附加控制器和无源阻尼装置进行综合抑制，包括：
2.根据权利要求1所述的电压源型换流器高频振荡综合抑制方法，其特征在于，附加控制器的参数设计过程包括：
3.根据权利要求2所述的电压源型换流器高频振荡综合抑制方法，其特征在于，S1.2具体包括：
4.根据权利要求2所述的电压源型换流器高频振荡综合抑制方法，其特征在于，S1.3之后还包括：
5.根据权利要求3或4所述的电压源型换流器高频振荡综合抑制方法，其特征在于，从外特性来看，附加控制器的结构包括：阶梯滤波器、滑窗滤波器、复数滤波器、交叉耦合补偿滤波器、低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、带阻滤波器、谐波补偿器、谐振控制器、陷波器、滞环比较滤波器；附加控制器的实现阶数包括：一阶、二阶、三阶和高阶；多个附加控制器叠加时，叠加方式包括级联、并联或者两者混合。
6.根据权利要求2所述的电压源型换流器高频振荡综合抑制方法，其特征在于，附加控制器参数的约束条件至少包括：
7.根据权利要求1所述的电压源型换流器高频振
8.根据权利要求1所述的电压源型换流器高频振荡综合抑制方法，其特征在于，无源阻尼装置的参数设计过程包括：
9.根据权利要求7或8所述的电压源型换流器高频振荡综合抑制方法，其特征在于，无源阻尼装置的拓扑结构包括二阶滤波器、三阶滤波器、单/双调谐滤波器、C型滤波器、A型滤波器、RC型滤波器拓扑结构，无源阻尼装置的连接方式包括Y型接法、D型接法、曲折Z型接法或及其混合形式接法。
10.根据权利要求8所述的电压源型换流器高频振荡综合抑制方法，其特征在于，无源阻尼装置参数约束条件至少包括：
...【技术特征摘要】
1.一种电压源型换流器高频振荡综合抑制方法，其特征在于，通过附加控制器和无源阻尼装置进行综合抑制，包括：
2.根据权利要求1所述的电压源型换流器高频振荡综合抑制方法，其特征在于，附加控制器的参数设计过程包括：
3.根据权利要求2所述的电压源型换流器高频振荡综合抑制方法，其特征在于，s1.2具体包括：
4.根据权利要求2所述的电压源型换流器高频振荡综合抑制方法，其特征在于，s1.3之后还包括：
5.根据权利要求3或4所述的电压源型换流器高频振荡综合抑制方法，其特征在于，从外特性来看，附加控制器的结构包括：阶梯滤波器、滑窗滤波器、复数滤波器、交叉耦合补偿滤波器、低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、带阻滤波器、谐波补偿器、谐振控制器、陷波器、滞环比较滤波器；附加控制器的实现阶数包括：一阶、二阶、三阶和高阶；多个附加控制器叠加时，叠加方式...
【专利技术属性】
技术研发人员：李云丰，孔明，魏晓光，曹一家，陈长胜，文涛，钱学威，
申请(专利权)人：长沙理工大学，
类型：发明
国别省市：
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