[發(fā)明專利]一種抑制電磁環(huán)網(wǎng)功率環(huán)流的方法和裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710341019.6
• 申請(qǐng)日: 2017-05-16
• 公開（公告）號(hào): CN107026476B
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王琦;易俊;湯奕;朱亮亮;王建明;張健;羅紅梅;張?chǎng)?/a>;林俊杰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)電力科學(xué)研究院;國(guó)家電網(wǎng)公司;東南大學(xué);國(guó)網(wǎng)江蘇省電力公司;國(guó)網(wǎng)江蘇省電力公司電力科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): H02J3/38
• 分類號(hào): H02J3/38;H02J3/46
• 代理公司: 北京安博達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國(guó)文

1.一種抑制電磁環(huán)網(wǎng)功率環(huán)流的方法，其特征在于，包括：

根據(jù)第一換流母線BUS1或第二換流母線BUS2的電壓幅值計(jì)算電磁環(huán)網(wǎng)的開口電壓；

根據(jù)電磁環(huán)網(wǎng)的開口電壓分別獲取第一逆變器和第二逆變器的附加控制信號(hào)，并根據(jù)第一逆變器和第二逆變器的附加控制信號(hào)分別得到第一逆變器和第二逆變器的熄弧角調(diào)制信號(hào)；根據(jù)第一逆變器和第二逆變器的熄弧角調(diào)制信號(hào)計(jì)算第一逆變器和第二逆變器的觸發(fā)角，并根據(jù)第一逆變器和第二逆變器的觸發(fā)角以及第一逆變器和第二逆變器的熄弧角調(diào)制信號(hào)確定第一逆變器和第二逆變器的輸出功率；

所述第一逆變器的電壓等級(jí)大于第二逆變器的電壓等級(jí)；

所述第一逆變器與第一換流母線BUS1連接，所述第二逆變器與第二換流母線BUS1連接，所述第一換流母線BUS1與第二換流母線BUS2通過(guò)n個(gè)依次串聯(lián)的聯(lián)絡(luò)變壓器連接；

所述根據(jù)第一換流母線BUS1或第二換流母線BUS2的電壓幅值計(jì)算電磁環(huán)網(wǎng)的開口電壓包括：

電磁環(huán)網(wǎng)的開口電壓如下式：

ΔU＝U₁-k₁×k₂×…×k_n×U₁ (1)

或

ΔU＝U₂-k₁×k₂×…×k_n×U₂ (2)

其中，ΔU表示電磁環(huán)網(wǎng)的開口電壓，k_n表示第n個(gè)聯(lián)絡(luò)變壓器的變比，U₁表示第一換流母線BUS1的電壓幅值，U₂表示第二換流母線BUS2的電壓幅值；所述根據(jù)電磁環(huán)網(wǎng)的開口電壓分別獲取第一逆變器和第二逆變器的附加控制信號(hào)包括：

第一逆變器和第二逆變器的附加控制信號(hào)分別如下式：

Δu₁＝-ΔU (3)

Δu₂＝ΔU (4)

其中，Δu₁表示第一逆變器的附加控制信號(hào)，Δu₂表示第二逆變器的附加控制信號(hào)；

所述根據(jù)第一逆變器和第二逆變器的附加控制信號(hào)分別得到第一逆變器和第二逆變器的熄弧角調(diào)制信號(hào)包括：

第一逆變器和第二逆變器的熄弧角調(diào)制信號(hào)分別如下式：

Δγ₁＝Δu₁(a₁+b₁/s) (5)

Δγ₂＝Δu₂(a₂+b₂/s) (6)

其中，Δγ₁表示第一逆變器的熄弧角調(diào)制信號(hào)，a₁、b₁分別表示第一逆變器的直流附加控制器的比例系數(shù)和積分系數(shù)，Δγ₂表示第二逆變器的熄弧角調(diào)制信號(hào)，a₂、b₂分別表示第二逆變器的直流附加控制器的比例系數(shù)和積分系數(shù)，s表示積分因子，Δγ₁和Δγ₂分別滿足：

-Δγ_1max≤Δγ₁≤Δγ_1max (7)

-Δγ_2max≤Δγ₂≤Δγ_2max (8)

其中，Δγ_1max表示第一逆變器的熄弧角的幅值限制值，Δγ_2max分別表示第二逆變器的熄弧角的幅值限制值；

所述根據(jù)第一逆變器和第二逆變器的熄弧角調(diào)制信號(hào)計(jì)算第一逆變器和第二逆變器的觸發(fā)角包括：

第一逆變器和第二逆變器的觸發(fā)角分別如下式：

α₁＝(γ₁-Δγ₁-γ_1ref)(K₁₁+K₁₂/s) (9)

α₂＝(γ₂-Δγ₂-γ_2ref)(K₂₁+K₂₂/s) (10)

其中，α₁、α₂分別表示第一逆變器、第二逆變器的觸發(fā)角，γ₁表示第一逆變器的熄弧角，γ₂表示第二逆變器的熄弧角，γ_1ref表示第一逆變器的熄弧角基準(zhǔn)值，γ_2ref表示第二逆變器的熄弧角基準(zhǔn)值，K₁₁、K₁₂分別表示第一逆變器中主控制器的比例系數(shù)和積分系數(shù)，K₂₁、K₂₂分別表示第二逆變器中主控制器的比例系數(shù)和積分系數(shù)；

所述根據(jù)第一逆變器和第二逆變器的觸發(fā)角以及第一逆變器和第二逆變器的熄弧角調(diào)制信號(hào)確定第一逆變器和第二逆變器的輸出功率包括：

判斷α₁是否大于0，若是則第一逆變器的輸出功率如下式：

P₁＝K₁U₁Icos(γ₁-Δγ₁) (11)

Q₁＝-K₁U₁Isin(γ₁-Δγ₁) (12)

其中，P₁表示第一逆變器輸出的有功功率，Q₁表示第一逆變器輸出的無(wú)功功率，I為直流線路電流，K₁表示第一逆變器的比例系數(shù)；

若α₁≤0，則第一逆變器的輸出功率如下式：

P₁＝K₁U₁Icosγ₁ (13)

Q₁＝-K₁U₁Isinγ₁ (14)；

所述根據(jù)第一逆變器和第二逆變器的觸發(fā)角以及第一逆變器和第二逆變器的熄弧角調(diào)制信號(hào)確定第一逆變器和第二逆變器的輸出功率包括：

判斷α₂是否大于0，若是則第二逆變器的輸出功率如下式：

P₂＝K₂U₂Icos(γ₂-Δγ₂) (15)

Q₂＝-K₂U₂Isin(γ₂-Δγ₂) (16)

其中，P₂表示第二逆變器輸出的有功功率，Q₂表示第二逆變器輸出的無(wú)功功率，K₂表示第二逆變器的比例系數(shù)；

若α₂≤0，則第二逆變器的輸出功率如下式：

P₂＝K₂U₂Icosγ₂ (17)

Q₂＝-K₂U₂Isinγ₂ (18)。

2.一種抑制電磁環(huán)網(wǎng)功率環(huán)流的裝置，其特征在于，所述電磁環(huán)網(wǎng)包括第一逆變器、第二逆變器、第一換流母線BUS1、第二換流母線BUS2和n個(gè)依次串聯(lián)的聯(lián)絡(luò)變壓器；所述第一逆變器連接第一換流母線BUS1，所述第二逆變器連接第二換流母線BUS2，所述第一換流母線BUS1和第二換流母線BUS2通過(guò)n個(gè)依次串聯(lián)的聯(lián)絡(luò)變壓器連接；所述裝置包括：

計(jì)算模塊，用于根據(jù)第一換流母線BUS1或第二換流母線BUS2的電壓幅值計(jì)算電磁環(huán)網(wǎng)的開口電壓；

獲取模塊，用于根據(jù)電磁環(huán)網(wǎng)的開口電壓分別獲取第一逆變器和第二逆變器的附加控制信號(hào)，并根據(jù)第一逆變器和第二逆變器的附加控制信號(hào)分別得到第一逆變器和第二逆變器的熄弧角調(diào)制信號(hào)；

確定模塊，用于根據(jù)第一逆變器和第二逆變器的熄弧角調(diào)制信號(hào)計(jì)算第一逆變器和第二逆變器的觸發(fā)角，并根據(jù)第一逆變器和第二逆變器的觸發(fā)角以及第一逆變器和第二逆變器的熄弧角調(diào)制信號(hào)確定第一逆變器和第二逆變器的輸出功率；

所述計(jì)算模塊具體用于：

電磁環(huán)網(wǎng)的開口電壓如下式：

ΔU＝U₁-k₁×k₂×…×k_n×U₁ (1)

或

ΔU＝U₂-k₁×k₂×…×k_n×U₂ (2)

其中，ΔU表示電磁環(huán)網(wǎng)的開口電壓，k_n表示第n個(gè)聯(lián)絡(luò)變壓器的變比，U₁表示第一換流母線BUS1的電壓幅值，U₂表示第二換流母線BUS2的電壓幅值；所述獲取模塊具體用于：

第一逆變器和第二逆變器的附加控制信號(hào)分別如下式：

Δu₁＝-ΔU (3)

Δu₂＝ΔU (4)

其中，Δu₁表示第一逆變器的附加控制信號(hào)，Δu₂表示第二逆變器的附加控制信號(hào)；所述獲取模塊具體用于：

第一逆變器和第二逆變器的熄弧角調(diào)制信號(hào)分別如下式：

Δγ₁＝Δu₁(a₁+b₁/s) (5)

Δγ₂＝Δu₂(a₂+b₂/s) (6)

其中，Δγ₁表示第一逆變器的熄弧角調(diào)制信號(hào)，a₁、b₁分別表示第一逆變器的直流附加控制器的比例系數(shù)和積分系數(shù)，Δγ₂表示第二逆變器的熄弧角調(diào)制信號(hào)，a₂、b₂分別表示第二逆變器的直流附加控制器的比例系數(shù)和積分系數(shù)，s表示積分因子，Δγ₁和Δγ₂分別滿足：

-Δγ_1max≤Δγ₁≤Δγ_1max (7)

-Δγ_2max≤Δγ₂≤Δγ_2max (8)

其中，Δγ_1max表示第一逆變器的熄弧角的幅值限制值，Δγ_2max分別表示第二逆變器的熄弧角的幅值限制值；所述確定模塊具體用于：

第一逆變器和第二逆變器的觸發(fā)角分別如下式：

α₁＝(γ₁-Δγ₁-γ_1ref)(K₁₁+K₁₂/s) (9)

α₂＝(γ₂-Δγ₂-γ_2ref)(K₂₁+K₂₂/s) (10)

其中，α₁表示第一逆變器的觸發(fā)角，α₂表示第二逆變器的觸發(fā)角，γ₁表示第一逆變器的熄弧角，γ₂表示第二逆變器的熄弧角，γ_1ref表示第一逆變器的熄弧角基準(zhǔn)值，γ_2ref表示第二逆變器的熄弧角基準(zhǔn)值，K₁₁、K₁₂分別表示第一逆變器中主控制器的比例系數(shù)和積分系數(shù)，K₂₁、K₂₂分別表示第二逆變器中主控制器的比例系數(shù)和積分系數(shù)；所述確定模塊具體用于：

判斷α₁是否大于0，若是則第一逆變器的輸出功率如下式：

P₁＝K₁U₁Icos(γ₁-Δγ₁) (11)

Q₁＝-K₁U₁Isin(γ₁-Δγ₁) (12)

其中，P₁表示第一逆變器輸出的有功功率，Q₁表示第一逆變器輸出的無(wú)功功率，I為直流線路電流，K₁表示第一逆變器的比例系數(shù)；

若α₁≤0，則第一逆變器的輸出功率如下式：

P₁＝K₁U₁Icosγ₁ (13)

Q₁＝-K₁U₁Isinγ₁ (14)；

所述確定模塊具體用于：

判斷α₂是否大于0，若是則第二逆變器的輸出功率如下式：

P₂＝K₂U₂Icos(γ₂-Δγ₂) (15)

Q₂＝-K₂U₂Isin(γ₂-Δγ₂) (16)

其中，P₂表示第二逆變器輸出的有功功率，Q₂表示第二逆變器輸出的無(wú)功功率，K₂表示第二逆變器的比例系數(shù)；

若α₂≤0，則第二逆變器的輸出功率如下式：

P₂＝K₂U₂Icosγ₂ (17)

Q₂＝-K₂U₂Isinγ₂ (18)。