[發明專利]功率平衡控制器、基于虛擬阻抗的雙極MMC換流站無源控制策略及柔性直流輸電系統有效
| 申請號: | 201911418373.X | 申請日: | 2019-12-31 |
| 公開(公告)號: | CN111049399B | 公開(公告)日: | 2021-03-30 |
| 發明(設計)人: | 傅春翔;陳晴;楊林剛;汪天呈;薛源;徐鷗洋;高玉青;楊文斌;周才全;徐志輝;酈洪柯 | 申請(專利權)人: | 中國電建集團華東勘測設計研究院有限公司 |
| 主分類號: | H02M7/00 | 分類號: | H02M7/00;H02M7/493;H02J3/36 |
| 代理公司: | 杭州九洲專利事務所有限公司 33101 | 代理人: | 韓小燕 |
| 地址: | 310014 浙*** | 國省代碼: | 浙江;33 |
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| 摘要: | |||
| 搜索關鍵詞: | 功率 平衡 控制器 基于 虛擬 阻抗 mmc 換流 無源 控制 策略 柔性 直流 輸電 系統 | ||
本發明涉及一種功率平衡控制器、基于虛擬阻抗的雙極MMC換流站無源控制策略及柔性直流輸電系統。本發明的目的是提供一種功率平衡控制器、基于虛擬阻抗的雙極MMC換流站無源控制策略及柔性直流輸電系統,以避免兩個換流器輸出電壓互相影響。本發明的技術方案是:一種功率平衡控制器,其特征在于:用于平衡正負極MMC換流器與交流系統交換的有功功率和無功功率,并為正負極的MMC換流器提供交流電壓幅值指令值,步驟如下:獲取正極MMC換流器向交流系統輸入的有功功率P1和無功功率Q1,負極MMC換流器向交流系統輸入的有功功率P2和無功功率Q2;計算正負極MMC換流器的有功功率平均值Pave和無功功率平均值Qave。本發明適用于電力系統輸配電技術領域。
技術領域
本發明涉及一種功率平衡控制器、基于虛擬阻抗的雙極MMC換流站無源控制策略及柔性直流輸電系統,適用于電力系統輸配電技術領域。
背景技術
近年來,為減少化石資源的消耗和防治生態環境污染,我國大力支持發展新能源發電產業,如光伏發電、風力發電等。但是新能源電場具有故障穿越能力弱以及波動性強的特性,因此需要通過特定的技術手段進行并網。
基于電壓源換流器的柔性直流輸電(voltage source converterbased highvoltage direct current,VSC-HVDC)技術,具有控制靈活,不需要電網提供換相電壓,可以為新能源電場提供同步交流電源支撐等優勢,是一種極為適合新能源并網的輸電技術。其中模塊化多電平換流器MMC憑借其諧波分量較少,不需要應用功率器件串聯技術等優勢,成為了新能源并網工程中首選的電壓源換流器。
通常的新能源電場多為無源網絡,需要有額外的交流電壓支撐才能正常運行,因此連接新能源側的MMC換流器需要采用特定的無源控制策略,即采用定交流電壓幅值、定交流電壓頻率控制。現有的國內外新能源電場采用柔性直流送出的工程中,采用的均為對稱單極結構的兩端直流輸電系統,該結構的系統接入風場側的只有一個MMC換流器,采用定電壓頻率和幅值的控制模式,為風場提供交流電壓源的支撐。
然而,隨著未來新能源電場規模的逐漸增大,并網系統所需要輸送的功率也必將快速增長,此時對稱單極結構的MMC輸電系統便不再能夠滿足功率送出的需求,需要采用雙極結構的MMC來進行海上風電的送出。然而使用雙極結構時,若正負極的換流器均采用定電壓頻率和電壓幅值的控制模式,將會導致兩個換流器輸出電壓互相影響,引起振蕩,不利于系統穩定。
發明內容
本發明要解決的技術問題是:針對上述存在的問題,提供一種功率平衡控制器、基于虛擬阻抗的雙極MMC換流站無源控制策略及柔性直流輸電系統,以避免兩個換流器輸出電壓互相影響。
本發明所采用的技術方案是:一種功率平衡控制器,其特征在于:用于平衡正、負極MMC換流器與交流系統交換的有功功率和無功功率,并為正、負極MMC換流器提供交流的電壓幅值指令值,步驟如下:
獲取正極MMC換流器向交流系統輸入的有功功率P1和無功功率Q1,負極MMC換流器向交流系統輸入的有功功率P2和無功功率Q2;
計算正、負極MMC換流器的有功功率平均值Pave和無功功率平均值Qave;
將P1與Pave相減后通過PI環節得到Ua11,將Q1與Qave相減后通過PI環節得到Ua12,計算正極MMC換流器的電壓幅值指令值Uaref1,
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