[發明專利]柔性直流輸電系統中逆變換流站的調頻控制方法

有效

• 申請號: 201310438595.4
• 申請日: 2013-09-25
• 公開（公告）號: CN104467000B
• 公開（公告）日: 2017-06-06
• 發明（設計）人: 唐欣;曾祥君;楊冬兒;楊志宇;陳勝
• 申請（專利權）人: 長沙理工大學
• 主分類號: H02J3/36
• 分類號: H02J3/36;H02M7/48
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種向無源網絡供電的柔性直流輸電系統中逆變換流站的調頻控制方法其特征是：利用直流側電容的儲能模擬同步電動機轉子的儲能，而擾動下直流電壓變化模擬轉子轉速(頻率)對擾動的響應，從而建立直流電壓與轉速(頻率)的映射關系，由直流電容的特性可知，它的電壓和電能關系如下：

$W_{DC}=\frac{1}{2}{C}_{DC}{u^2}_{DC}---\left(1\right)$

如果我們忽略換流器的能量損失，電容的動態響應將反映輸入直流系統的能量和輸出能量之間的關系，如下式所示：

$\frac{d}{dt}{W}_{DC}=\frac{1}{2}{C}_{DC}{u^2}_{DC}=P_{rec}-P_{inv}---\left(2\right)$

通過發電機頻率特性關系：

$K_G=-\frac{{\mathrm{\ΔP}}_G}{\mathrm{\Δ}f}---\left(3\right)$

其中K_G是發電機的功率-頻率特性系數)我們結合上面的公式，建立頻率與直流電壓的控制關系：

f_m＝f₀-k_FC(u²_DCref-u²_DC) (4)

式中f₀是正常頻率值，k_FC是控制常數，u_DCref是參考直流電容電壓值，然后再以此映射關系得到受端換流站正弦脈寬調制(SPWM)控制的調制信號的頻率，同時調制信號的調制度由受端換流站端口電壓幅值閉環控制器輸出得到，逆變器的電壓閉環控制先由dq變化建立換流器的穩態數學模型，二相同步旋轉坐標系下逆變器的數學模型

$\left\{\begin{array}{c}{u}_{cd}={\mathrm{Ri}}_{sd}+{\mathrm{\ωLi}}_{sq}+u_{sd}\\ u_{cq}={\mathrm{Ri}}_{sq}-{\mathrm{\ωLi}}_{sd}+u_{sq}\end{array}\right.---\left(5\right)$

式中u_cd、u_cq為換流器交流側基波的d、q軸分量，u_sd、u_sq為電網電壓的d、q軸分量，i_sq、i_sd為電網電流的d、q軸分量，采用電壓矢量定向控制策略，以無源交流網絡側母線側電壓矢量U_s2相位為參考，有u_sd＝U_s2和u_sq＝0，則式(5)簡化為

$\left\{\begin{array}{c}{u}_{cd}={\mathrm{Ri}}_{sd}+{\mathrm{\ωLi}}_{sq}+u_{sd}\\ u_{cq}={\mathrm{Ri}}_{sq}-{\mathrm{\ωLi}}_{sd}\end{array}\right.---\left(6\right)$

進而得到調制度信號參數，對逆變器進行控制，從而可利用負荷頻率特性調節有功需求，并將故障信息通過頻率傳遞給受端電網的保護裝置，達到提高系統的故障穿越能力的目的。