[發明專利]一種多回MMC-HVDC饋入極弱電網的控制策略

有效

• 申請號: 201710050949.6
• 申請日: 2017-01-23
• 公開（公告）號: CN106786724B
• 公開（公告）日: 2019-05-28
• 發明（設計）人: 徐政;肖晃慶;王世佳;曹冬明
• 申請（專利權）人: 浙江大學;南京南瑞繼保電氣有限公司;國家電網公司;國網浙江省電力公司
• 主分類號: H02J3/36
• 分類號: H02J3/36;H02J3/16;H02J3/24
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

1.一種多回MMC-HVDC饋入極弱電網的控制策略，包括：

(1)為區域電網饋入功率的每個MMC均采用同步發電機模擬控制方法，所述同步發電機模擬控制方法包括有功-頻率控制環節、無功-電壓控制環節、輸出電流跟蹤控制環節以及內部環流抑制控制環節；其中：

所述的有功-頻率控制環節用于根據有功功率通過計算得到虛擬同步發電機功角θ；所述的無功-電壓控制環節用于根據無功功率通過計算得到dq坐標系下的MMC閥側電流參考矢量所述的輸出電流跟蹤控制環節用于根據MMC閥側電流參考矢量通過計算得到dq坐標系下的MMC橋臂差模電壓參考矢量所述的內部環流抑制控制環節以MMC內部環流為0作為控制目標，通過計算得到dq坐標系下的MMC橋臂共模電壓參考矢量

(2)MMC間的功率分配采用動態功率分配方法，即根據區域電網負荷的變化，按特定比例動態調整各MMC的功率參考值。

2.根據權利要求1所述的控制策略，其特征在于：所述有功-頻率控制環節通過以下控制方程計算出虛擬同步發電機功角θ：

其中：ω^*為角頻率參考值，s為拉普拉斯算子，P^*為MMC的有功功率參考值，P為MMC的有功功率實際值，ω₀為區域電網的額定角頻率，J為設定的虛擬轉動慣量，D為設定的虛擬阻尼系數。

3.根據權利要求1所述的控制策略，其特征在于：所述無功-電壓控制環節的具體控制方法如下：

首先，對MMC的網側電壓進行Park變換，得到對應dq坐標系下的網側電壓d軸分量實際值u_sd和網側電壓q軸分量實際值u_sq；

然后，令網側電壓q軸分量參考值并通過以下控制方程計算出網側電壓d軸分量參考值

其中：Q^*為MMC的無功功率參考值，Q為MMC的無功功率實際值，s為拉普拉斯算子，U₀為輸出功率為零時MMC的額定電壓，k_p為設定的比例系數，k_i為設定的積分系數；

最后，使的差值結果依次經PI調節以及限幅環節后得到閥側電流d軸分量參考值使的差值結果依次經PI調節以及限幅環節后得到閥側電流q軸分量參考值和即組成了dq坐標系下的MMC閥側電流參考矢量

4.根據權利要求1所述的控制策略，其特征在于：所述輸出電流跟蹤控制環節通過以下控制方程計算出dq坐標系下的MMC橋臂差模電壓參考矢量

其中：為dq坐標系下的MMC網側電壓矢量，其由MMC網側電壓經Park變換得到；L＝L_ac+L₀/2，R＝R₀/2，L_ac為區域電網對應戴維南等效電路中的等效電感值，L₀為MMC的橋臂電感值，R₀為MMC的橋臂等效電阻值，ω為區域電網的實際角頻率，j為虛數單位，t為時間。

5.根據權利要求1所述的控制策略，其特征在于：所述內部環流抑制控制環節通過以下控制方程計算出dq坐標系下的MMC橋臂共模電壓參考矢量

其中：為dq坐標系下的MMC內部環流參考矢量，其為0矢量；L₀為MMC的橋臂電感值，R₀為MMC的橋臂等效電阻值，ω為區域電網的實際角頻率，j為虛數單位，t為時間。

6.根據權利要求1所述的控制策略，其特征在于：所述同步發電機模擬控制方法以-2θ作為坐標變換角將反變換為三相橋臂共模參考電壓，以θ作為坐標變換角將反變換為三相橋臂差模參考電壓；使三相橋臂共模參考電壓與三相橋臂差模參考電壓對應相相加即得到MMC三相上橋臂的調制電壓，使三相橋臂共模參考電壓與三相橋臂差模參考電壓對應相相減即得到MMC三相下橋臂的調制電壓；進而根據MMC三相上橋臂及MMC三相下橋臂的調制電壓通過相應調制算法生成MMC各橋臂的開關控制信號用以對MMC進行控制。

7.根據權利要求1所述的控制策略，其特征在于：所述動態功率分配方法基于以下方程表達式：

其中：P_i^*和分別為第i個發電單元的有功功率參考值和無功功率參考值，λ_i和γ_i分別為第i個發電單元的有功功率分配系數和無功功率分配系數，n為發電單元的總數，區域電網中的同步發電機以及為區域電網饋入功率的MMC均為發電單元；P_total和Q_total分別為區域電網所需總的有功功率和無功功率，其通過對區域電網中的負荷測量統計得到。