[發明專利]一種換流器控制方法及裝置

有效

• 申請號: 201710999937.8
• 申請日: 2017-10-24
• 公開（公告）號: CN109698514B
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發明（設計）人: 王佳成;盧宇;汪楠楠;胡兆慶;董云龍;李鋼;姜崇學
• 申請（專利權）人: 南京南瑞繼保電氣有限公司;南京南瑞繼保工程技術有限公司
• 主分類號: H02J3/36
• 分類號: H02J3/36;H02J3/38
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• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種應用于雙極柔性直流輸電系統的孤島換流器過負荷限制方法及裝置，屬于直流輸電領域。孤島穩態運行時，雙極的兩臺換流器均采用電壓?頻率下垂控制策略，一旦檢測到一極換流器過負荷，則將過負荷換流器的控制模式由電壓?頻率下垂控制自動切換為有功?無功功率控制，實現過負荷限制功能。本方法有效解決了孤島運行下雙極柔性直流輸電系統過負荷及交流電壓和頻率穩定等問題，對孤島系統應用于直流電網有著重要的指導意義。

技術領域

本發明屬于電力系統柔性直流輸電技術領域，具體涉及一種換流器控制方法及裝置。

背景技術

柔性直流輸電技術，是實現大規模可再生能源多點匯集、清潔能源高效利用和靈活消納的一項重要技術手段，同時也是能源互聯網快速發展的重要技術支撐。利用柔性直流輸電系統實現聯網，孤島或弱系統下的穩定運行是可再生能源靈活上網和消納的重要前提。

現階段已投運的柔性直流輸電工程一般采用單臺或兩臺換流器交流側并聯結構，考慮到系統持續運行可靠性及穩定性的要求，由兩臺換流器交流側并聯構成的雙極柔性直流輸電系統是我國柔性直流輸電工程未來的發展方向。

柔性直流輸電系統由于其功率傳輸的靈活性，更適用于接入新能源孤島或無源系統，此時需要雙極柔性直流輸電系統能提供穩定的交流電壓，包括穩定的交流電壓幅值和頻率，因此孤島新能源側的換流站一般采用電壓-頻率下垂控制。但采用該方法的換流器，交流側由新能源站輸入換流器的功率不可控，可能發生新能源站發出功率過剩造成換流器過負荷的現象，此時需要迅速降低換流器向直流電網側發出的有功功率，否則會造成直流電網電壓過高導致換流器閉鎖，嚴重時甚至會損壞換流器及直流線路上各類昂貴的開關器件。

考慮到上述問題，同時針對目前適用于工程應用的新能源孤島弱電網或無源系統接入的換流器控制方法尚不成熟的現狀，需要設計一種適合于工程運用的孤島控制和過負荷控制相結合的技術控制方案。

發明內容

本發明的目的是提供一種換流器控制方法及裝置，用以解決雙極柔性直流輸電系統中新能源孤島弱電網或無源系統電力送出的問題。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種換流器控制方法，所述換流器為兩臺交流側并聯結構構成的雙極系統，當系統穩定運行時，各臺換流器均采用電壓-頻率下垂控制策略，當其中一臺換流器首先過負荷時，則該換流器控制方式由電壓-頻率下垂控制自動轉換為有功- 無功功率控制，實現對過負荷的限制功能，該控制方法的步驟如下：

1)采集換流器的交流側實測吸收有功P_s1，并利用過負荷限制邏輯判斷有功 P_s1是否越限，如果P_s1越限，則判斷該換流器過負荷并進入控制模式切換邏輯，控制模式切換邏輯將本換流器控制模式由電壓-頻率下垂控制調整為有功-無功功率控制；

2)當檢測到換流器過負荷后，該換流器的有功、無功參考值由過負荷限制邏輯處理得到，過負荷邏輯自動設置有功過負荷限制參考值P_{ref_oll}和無功過負荷限制參考值Q_{ref_oll}，作為有功-無功功率控制的指令輸入；

3)當檢測到換流器過負荷后，該換流器采用的有功-無功功率控制通過對換流器交流側電壓U_{s_abc}鎖相，得到內環電流控制的系統電壓相位控制值θ_ref。

進一步的，所述步驟2)中設置每臺換流器允許吸收的最大有功功率為P_lim，允許吸收的最大無功功率為Q_lim；過負荷邏輯采集兩臺換流器交流側吸收的總有功P_all，采集本換流器交流側吸收的有功功率P_s1；過負荷邏輯采用如下兩種控制邏輯之一：