[發明專利]一種直流電流反饋的多端柔性直流輸電系統解耦控制方法

有效

• 申請號: 201610008066.4
• 申請日: 2016-01-07
• 公開（公告）號: CN105610180B
• 公開（公告）日: 2019-01-29
• 發明（設計）人: 劉開培;楊潔;饒雪;秦亮;冉曉洪;馮亞東;田杰
• 申請（專利權）人: 武漢大學;南京南瑞繼保電氣有限公司
• 主分類號: H02J3/36
• 分類號: H02J3/36
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 彭艷君

1.一種直流電流反饋的多端柔性直流輸電系統解耦控制方法，其特征在于：所述解耦控制方法是在多端柔性直流輸電系統所涉及電壓源換流站控制器中引入流進所述電壓源換流站的直流側電流I_d負反饋，將流入所述系統中任意一個電壓源換流站i的直流電流I_di通過反饋分別疊加到所述任意一個電壓源換流站i的換流閥PWM調制信號的d軸分量和q軸分量中，對所述多端柔性直流輸電系統進行解耦控制；所述直流電流I_di的反饋增益為K_di和K_qi，所述反饋增益K_di和K_qi的整定公式為：K_di、K_qi取值范圍均為1％～200％，式中2S為三角載波峰峰值，u_cdi0和u_cqi0分別為所述電壓源換流站交流側電壓u_ci的d軸分量穩態值和q軸分量穩態值，P_aci0為所述電壓源換流站吸收的有功功率穩態值，C為所述電壓源換流站直流電容，U_di0為所述電壓源換流站直流側電壓的穩態值，s為復頻域變量。

2.如權利要求1所述的直流電流反饋的多端柔性直流輸電系統解耦控制方法，其特征在于：對所述多端柔性直流輸電系統進行解耦控制包括對所述多端柔性直流輸電系統中與有源網絡連接且采用有功無功控制的電壓源換流站和與無源網絡或風電場連接且采用交流電壓控制的電壓源換流站的控制。

3.如權利要求2所述的直流電流反饋的多端柔性直流輸電系統解耦控制方法，其特征在于：對所述多端柔性直流輸電系統中與有源網絡連接且采用有功無功控制的電壓源換流站的控制包括以下具體步驟：

①采用電壓互感器和電流互感器測量所述有源網絡接入點的交流電壓u_si和交流電流i_si以及流入所述電壓源換流站的直流電流I_di，并基于鎖相環得到電網電壓u_si同步相位；

②根據步驟①所得到的同步相位進行派克變換得到電壓u_si的d軸分量u_sdi和q軸分量u_sqi以及電流i_si的d軸分量i_sdi和q軸分量i_sqi；

③根據步驟②所得到的交流電壓u_si和交流電流i_si的d軸分量和q軸分量，計算得到交流電網向所述電壓源換流站注入的有功功率P及無功功率Q；

④將有功功率指令值P*與所述有功功率P進行比較并經比例積分控制器消除靜態誤差，從而得到有功電流參考值i_sdi*，將無功功率指令值Q*與所述無功功率Q進行比較并經比例積分控制器得到無功電流參考值i_sqi*；

⑤將有功電流參考值i_sdi*與所述交流電流d軸分量i_sdi進行比較并經比例積分控制器后取負，再與交流電流q軸分量電流i_sqi和流入所述電壓源換流站的直流電流I_di的負反饋以及交流電壓d軸分量u_sdi正反饋疊加，i_sqi的反饋增益為工頻角速度ω與聯結電抗器電感L之積，I_di的反饋增益K_di，u_sdi正反饋增益為1，從而得到PWM調制信號d軸分量；

⑥將無功電流參考值i_sqi*與所述交流電流q軸分量i_sqi進行比較并經比例積分控制器后取負，再與交流電流d軸分量i_sdi和交流電壓u_sqi正反饋以及流入所述電壓源換流站的直流電流I_di的負反饋疊加，i_sdi的反饋增益為工頻角速度ω與聯結電抗器電感L之積，I_di的反饋增益K_qi，u_sqi正反饋增益為1，從而得到PWM調制信號q軸分量；

⑦將所述PWM調制信號d軸分量和q軸分量經派克反變換并與所述三角載波進行比較，得到所述與有源網絡連接且采用有功無功控制的電壓源換流站換流閥的開關控制信號。

4.如權利要求2所述的直流電流反饋的多端柔性直流輸電系統解耦控制方法，其特征在于：對所述多端柔性直流輸電系統中與無源網絡或風電場連接且采用交流電壓控制的電壓源換流站的控制包括以下具體步驟：

①采用電壓互感器和電流互感器測量所述無源網絡接入點的交流電壓u_si和交流電流i_si以及流入所述電壓源換流站的直流電流I_di，并基于鎖相環得到電網同步相位；

②根據步驟①所得到的同步相位進行派克變換得到所述無源網絡接入點電壓u_si的d軸分量u_sdi和q軸分量u_sqi以及所述無源網絡交流電流i_si的d軸分量i_sdi和q軸分量i_sqi；

③將所述交流電壓d軸分量u_sdi與所述交流電壓u_si指令值d軸分量u_sdi*進行比較并經比例積分控制器消除其靜態誤差；然后將所述比例積分控制器輸出量與所述交流電流q軸分量i_sqi和流入所述換流站的直流電流I_di的負反饋疊加，其中，所述交流電流q軸分量i_sqi的負反饋增益為工頻角速度ω與聯結電抗器電感L之積ωL，I_di的反饋增益K_di，從而得到PWM調制信號d軸分量；

④將所述交流電壓q軸分量u_sqi與交流電壓指令值的q軸分量u_sqi*進行比較并經比例積分控制器消除其靜態誤差；再與所述交流電流d軸分量i_sdi和流入所述換流站的直流電流I_di的負反饋疊加，其中，所述d軸分量i_sdi的負反饋增益為工頻角速度ω與聯結電抗器電感L之積ωL，I_di的反饋增益K_qi，從而得到PWM調制信號q軸分量；

⑤將所述PWM調制信號d軸分量和q軸分量經派克反變換并與所述三角載波進行比較，得到與無源網絡或風電場連接的電壓源換流站換流閥的開關控制信號。