[發明專利]基于低頻轉矩和高頻轉矩判定VSC投入的方法

有效

• 申請號: 201710353309.2
• 申請日: 2017-05-18
• 公開（公告）號: CN107123999B
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發明（設計）人: 陳實;羅曉伊
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: H02J3/36
• 分類號: H02J3/36
• 代理公司: 四川力久律師事務所51221
• 代理人: 王蕓,熊曉果

技術領域

本發明涉及高壓直流輸電領域，特別涉及一種基于低頻轉矩和高頻轉矩判定VSC投入的方法。

背景技術

電壓源型換流器高壓直流(VSC-HVDC)輸電技術是一種基于電壓源型換流器、全控型開關器件和脈沖寬度調制的新型直流輸電技術。現有研究表明，VSC(電壓源型換流器)中的關鍵元件鎖相環(PLL)對其穩定運行具有決定性影響。雖然VSC在孤島控制方式下可以向無源網絡送電，但其在弱系統與極弱系統環境下，受PLL特性影響，非孤島控制方式下的VSC的穩定運行無法有效保障。現有相關成果大多從小信號模型、根軌跡、阻抗矩陣及仿真實驗等方面展開研究，雖然能一定程度上說明問題，但是仍然不能解釋非孤島控制方式下的VSC無法穩定運行的根本原因。

發明內容

本發明的目的在于：解決如何實現提前預判VSC投入后交流系統的穩定性，避免非孤島控制方式下的VSC的不合理投入對電網造成沖擊和損害的技術問題。

為了實現上述發明目的，本發明提供一種基于低頻轉矩和高頻轉矩判定VSC投入的方法，其包括以下步驟，

S1：計算出用于表征連接VSC的交流系統強度的短路比指標SCR；其中所述VSC工作在非孤島控制方式下；

S2：提取出所述VSC中鎖相環的控制參數，即比例參數k_p與積分參數k_i；

S3：計算出低頻轉矩與高頻轉矩其中ω為振蕩頻率；

S4：判斷低頻轉矩是否小于最小低頻轉矩，以及高頻轉矩是否小于最小高頻轉矩；其中，所述最小低頻轉矩根據低頻轉矩的減小對穩態電壓的波動不超過額定電壓的5％而設定，所述最小高頻轉矩根據高頻轉矩的減小對穩態電壓的波動不超過額定電壓的5％而設定；

S5：若低頻轉矩不小于所述最小低頻轉矩且高頻轉矩不小于所述最小高頻轉矩，則投入所述VSC，否則，不投入所述VSC。

根據一種具體的實施方式，在本發明基于低頻轉矩和高頻轉矩判定VSC投入的方法中，若不投入所述VSC，則增加所述交流系統強度，直至低頻轉矩不小于所述最小低頻轉矩且高頻轉矩不小于所述最小高頻轉矩。

根據一種具體的實施方式，在本發明基于低頻轉矩和高頻轉矩判定VSC投入的方法中，若不投入所述VSC，則調整比例參數k_p和積分參數k_i，使低頻轉矩不小于所述最小低頻轉矩且高頻轉矩不小于所述最小高頻轉矩。

與現有技術相比，本發明的有益效果：本發明基于低頻轉矩和高頻轉矩判定VSC投入的方法中，通過VSC的控制參數及交流系統的強度，計算出電壓源型換流器的低頻轉矩及高頻轉矩，并通過對交流系統中低頻轉矩和高頻轉矩的分析判斷，確定非孤島控制模式下的VSC投入該交流系統后能否穩定運行，即交流系統穩態電壓的波動不超過額定電壓的5％。因此，本發明不僅能夠提前預判VSC投入后交流系統的穩定性，又能保障VSC直流輸電系統的安全使用，避免VSC的不合理投入對電網造成沖擊和損害。

附圖說明：

圖1是本發明判定VSC投入的流程示意圖；

圖2是本發明電網仿真模型的結構示意圖；

圖3至圖7是在系統強度SCR＝2.5且k_p分別為50000、5000、2500、1000和100時系統的仿真結果圖；

圖8至圖12是在系統強度SCR＝2.5且k_p分別為100、10、5、1.5和0.5時系統的仿真結果圖。

具體實施方式

下面結合具體實施方式對本發明作進一步的詳細描述。但不應將此理解為本發明上述主題的范圍僅限于以下的實施例，凡基于本發明內容所實現的技術均屬于本發明的范圍。

本發明提供一種基于低頻轉矩和高頻轉矩判定VSC投入的方法，其包括以下步驟，

S1：計算出用于表征連接VSC的交流系統強度的短路比指標SCR，并且該VSC工作在非孤島控制方式下。

S2：提取出所述VSC中鎖相環的控制參數，即比例參數k_p與積分參數k_i。

S3：計算出低頻轉矩與高頻轉矩其中ω為振蕩頻率。

S4：判斷低頻轉矩是否小于最小低頻轉矩，以及高頻轉矩是否小于最小高頻轉矩；其中，最小低頻轉矩根據低頻轉矩的減小對穩態電壓的波動不超過額定電壓的5％而設定，最小高頻轉矩根據高頻轉矩的減小對穩態電壓的波動不超過額定電壓的5％而設定。