[發明專利]一種在線自適應抑制柔性直流引起的高頻振蕩方法

有效

• 申請號: 201810047773.3
• 申請日: 2018-01-18
• 公開（公告）號: CN108390395B
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 發明（設計）人: 劉崇茹;謝國超;王宇;孔瑋;王潔聰;凌博文;劉昊宇;徐詩甜;喻建瑜
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: H02J3/24
• 分類號: H02J3/24
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 張文寶

本發明屬于電力系統運行與控制技術領域，尤其涉及一種在線自適應抑制柔性直流引起的高頻振蕩方法，包括：將特性頻率可在線調整的多個陷波器串聯安裝在MMC?HVDC的控制系統中，將本端換流母線電壓經過派克變換后進行陷波濾波，設置頻率范圍門檻值和諧波幅值門檻值，對換流母線電壓信號進行FFT變換得到各次諧波的幅值，檢測出頻率大于頻率范圍門檻值的諧波中幅值最大值及其對應的頻率；當交流電網運行方式改變使交直流系統之間出現明顯的高頻振蕩時即投入抑制此頻率諧波的陷波器，并鎖定投入狀態。本發明可以在很短的時間內使高頻諧波幅值降低到諧波幅值門檻值以下，同時直流電壓和直流功率恢復到整定值，從而有效抑制MMC?HVDC系統引起的高頻振蕩問題，改善系統動態響應。

技術領域

本發明屬于電力系統運行與控制技術領域，尤其涉及一種在線自適應抑制柔性直流引起的高頻振蕩方法。

背景技術

自2010年以來，國內外新建的柔性直流輸電工程大多采用模塊化多電平換流器(MMC)拓撲，隨著模塊化多電平換流器型高壓直流輸電(MMC-HVDC)技術和工程應用日益成熟，基于MMC-HVDC的交直流并聯輸電系統也越來越多，MMC-HVDC的快速靈活可控、無需無功補償和故障處理能力對電網的動態響應、控制方式和穩定運行等帶來了深刻的影響。

在實際的高壓大容量MMC-HVDC系統中，各個橋臂的子模塊數目高達數百個，系統的采樣、站控、閥控和保護等環節相對分散，多個控保裝置間數據通訊導致控制鏈路延時難以減小。較長的控制鏈路延時導致其與交流電網之間出現高頻振蕩現象，量測系統采樣延時、控制系統計算延時、換流閥開關器件的死區效應、閥器件觸發延時等因素均可能引發高頻振蕩現象，威脅MMC安全穩定運行。

發明內容

針對上述問題，本發明提出了一種在線自適應抑制柔性直流引起的高頻振蕩方法，包括：

步驟1：將特性頻率可在線調整的多個陷波器串聯安裝在MMC-HVDC的控制系統中，對所述多個陷波器進行編號并設計投退邏輯，將本端換流母線電壓信號經過派克變換后進行陷波濾波，設置所有的陷波器初始狀態為退出狀態，設置門檻值C1和C2；

步驟2：采集本端換流母線電壓信號，對其進行FFT變換，得到各次諧波的幅值，頻率超過步驟1所設定的門檻值C1的諧波為高頻諧波，檢測出高頻諧波幅值最大值及其對應的頻率；

步驟3：各陷波器投入需要同時滿足兩個條件，第一，高頻諧波幅值最大值超過步驟1所設定的門檻值C2，第二，當前高頻諧波幅值最大值對應的頻率與所有已投入的陷波器抑制的諧波的頻率不同；投入的陷波器鎖定其投入狀態；

步驟4：依次重復步驟2和步驟3，直至檢測到的高頻諧波幅值均小于C2為止；當系統運行方式發生變化導致系統高頻諧波含量突然增大時，解除已投入的所有陷波器的投入狀態，跳轉至步驟2。

所述步驟1具體包括：

將多個陷波器安裝在MMC-HVDC控制系統中對派克變換后的U_d和U_q進行濾波；U_d和U_q是指：MMC-HVDC控制系統采用矢量控制，通過坐標變換將abc坐標系下的三相交流量轉換為dq坐標系下的同步旋轉的直流量建立MMC的數學模型，abc坐標系下的換流母線電壓轉換到dq坐標系下即為U_d和U_q；每個陷波器的特性頻率ω和系數ξ可以在線調整，系數ξ為阻尼比；

門檻值C1為頻率范圍門檻值，頻率超過門檻值C1的諧波記為高頻諧波，門檻值C1及以上頻率為頻率作用范圍，門檻值C1根據高頻振蕩的頻率范圍取一定的頻率裕度獲得；

門檻值C2為諧波幅值門檻值，只有當某個頻率下的諧波幅值超過門檻值C2時，才能觸發投入陷波器，門檻值C2根據正常運行情況下基波幅值乘以一定的比例得到。

所述步驟3具體包括：