[發(fā)明專利]高壓直流輸電離散恒電流指令型低壓限流單元的控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410127252.0
• 申請日: 2014-03-31
• 公開（公告）號: CN103904679A
• 公開（公告）日: 2014-07-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 洪潮;李興源;馮明;趙勇;周保榮;姚文峰;張東輝;熊卿;張帆;樊麗娟
• 申請（專利權(quán)）人: 中國南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司電網(wǎng)技術(shù)研究中心;四川大學(xué)
• 主分類號: H02J3/36
• 分類號: H02J3/36
• 代理公司: 成都科海專利事務(wù)有限責(zé)任公司 51202
• 代理人: 鄧?yán)^軒

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種高壓直流輸電離散恒電流指令型低壓限流單元的控制方法，屬于高壓直流輸電領(lǐng)域。

背景技術(shù)

在交直流輸電系統(tǒng)中，當(dāng)交流故障導(dǎo)致?lián)Q流母線電壓出現(xiàn)較大幅度的下降時，直流系統(tǒng)所輸送的功率也會下降。換流母線電壓的大幅下降一方面會導(dǎo)致?lián)Q流器觸發(fā)控制角增大從而增加了換流器的無功需求；另一方面電壓的大幅下降導(dǎo)致?lián)Q流站濾波器和電容器提供的無功功率明顯減少，這進(jìn)一步加劇了換流站的無功不平衡。其結(jié)果將導(dǎo)致系統(tǒng)電壓的繼續(xù)惡化，嚴(yán)重時使得直流系統(tǒng)無法正常工作。因此，有必要在直流系統(tǒng)控制器中引入“依賴于電壓的電流指令限制單元”（Voltage?Dependent?Current?Order?Limiter，VDCOL），簡稱“低壓限流單元”。

現(xiàn)有的VDCOL控制系統(tǒng)通過檢測換直流電壓U_dc，并通過一階慣性進(jìn)行濾波，作為其U-I特性關(guān)系的輸入。另一方面，直流電流通過采樣保持和同步環(huán)節(jié)，與U-I特性的輸出進(jìn)行比較，取兩者的較小值做為直流控制系統(tǒng)的直流電流整定值。傳統(tǒng)VDCOL的U-I特性曲線的特點(diǎn)是在電壓變化的區(qū)間內(nèi)，輸入電壓與輸出電流指令呈線性關(guān)系。

現(xiàn)有的VDCOL控制的不足之處在于逆變側(cè)交流系統(tǒng)故障切除后，逆變側(cè)換流母線電壓迅速上升，進(jìn)而使直流電壓也快速上升，從而使依賴于直流電壓大小的電流指令限制單元的輸出隨之增大，但是直流電流的過快上升將使逆變側(cè)所消耗的無功功率增大，使得逆變側(cè)交流系統(tǒng)缺乏有效的無功支撐，從而使逆變側(cè)有發(fā)生電壓失穩(wěn)甚至電壓崩潰的危險；另一方面由于直流電流指令隨直流電壓的改變而不停變動，這種變動對于交直流系統(tǒng)來說也是一種擾動，很容易使交直流系統(tǒng)間的不良影響加劇，這一缺點(diǎn)在有多條直流饋入的輸電系統(tǒng)中尤其明顯。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)不足而提出一種高壓直流輸電離散恒電流指令型低壓限流單元的控制方法，其特點(diǎn)是通過將傳統(tǒng)VDCOL的連續(xù)線性U-I特性進(jìn)行改進(jìn)，使其成為離散型的控制特性曲線，同時為了避免在故障恢復(fù)過程中直流電流指令隨直流電壓的改變而不停變動，使交直流系統(tǒng)間的不良影響加劇，故在其離散的每一段U-I特性中保持電流指令不變，只有當(dāng)電壓達(dá)到下一離散段的電壓閾值時才會改變直流電流指令。這樣，一方面使整體上電流指令的滯后于電壓的升高，降低逆變側(cè)的無功消耗；另一方面，減輕了電流指令的不斷變動對交流側(cè)電壓穩(wěn)定性的不良影響。

本發(fā)明的目的由以下技術(shù)措施實現(xiàn)：

高壓直流輸電離散恒電流指令型低壓限流單元的控制方法包括以下步驟：

1.根據(jù)直流系統(tǒng)自身特性，設(shè)定低壓限流單元啟動電壓U_H、直流電流指令最大值I_H和最小值I_L。根據(jù)工程經(jīng)驗，U_H設(shè)定在0.7～0.9pu；直流電流指令I(lǐng)_H最大值取為額定值1.0pu；直流電流指令I(lǐng)_L需大于直流輸電系統(tǒng)的最小直流電流，以防止直流電流斷續(xù)。最小直流電流為額定直流電流的10%。

2.將低壓限流單元的U-I特性劃分為離散的K+1個階段，K≥1，每個階段的電流指令設(shè)定值分別為I₀、I₁、I₂、I₃、……、I_k，具體各段電流指令值I_i的大小可以從I_L到I_H分別按照等差數(shù)列取得，其具體計算如下式所示：

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