[發明專利]用于多端柔性直流系統的附加阻尼內環控制方法及控制器

在審

• 申請號: 202010196371.7
• 申請日: 2020-03-19
• 公開（公告）號: CN111262258A
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發明（設計）人: 李樹鵬;劉云;劉亞麗;霍現旭;李國棟;胡曉輝;呂金炳;于光耀;王崢;陳培育
• 申請（專利權）人: 國網天津市電力公司電力科學研究院;國網天津市電力公司;國家電網有限公司
• 主分類號: H02J3/24
• 分類號: H02J3/24
• 代理公司: 天津盛理知識產權代理有限公司 12209
• 代理人: 王來佳

1.一種用于多端柔性直流系統的附加阻尼內環控制方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟1、從換流站交流母線電壓中通過鎖相環節得到系統中的模態偏差信號；

步驟2、對步驟1提取的同時包含有各頻率信息和相位信息的模態偏差信號進行濾波后，在各頻率信號中提取出次同步頻率信號；

步驟3、基于步驟2提取的各頻率信號中次同步頻率信號，分別對每個次同步模態分量在經過交直流系統時所發生的相位改變的大小進行相位補償；

步驟4、將步驟3中相位補償環節后的信號疊加到換流器的控制系統中。

2.根據權利要求1所述的一種用于多端柔性直流系統的附加阻尼內環控制方法，其特征在于：所述步驟1的具體步驟包括：

(1)首先將交流電壓信號進行鎖相，提取出因系統振蕩導致的相位的偏差情況；

首先進行αβ變換，將三相電壓信號從三相靜止坐標系到兩相靜止坐標系

式中，U_α、U_β為經過αβ變換的電壓信號，U_a、U_b、U_c為母線ABC三相的電壓信號；

(2)計算出U_α、U_β后，進行鎖相計算，得出此時系統的轉速ω；

式中，ω₀為系統的基準轉速，ω₀＝100π；θ為系統的轉角度數；K_p為系統的比例時間常數；K_i為系統的積分時間常數；

其中，系統轉角度數θ的計算公式為：

式中，ω代表系統的轉速，T代表壓控振蕩環節的時間常數，s代表拉普拉斯變換；

(3)計算附加阻尼控制器所需的轉速偏差Δω＝U_αcosθ+U_βsinθ。

3.根據權利要求1所述的一種用于多端柔性直流系統的附加阻尼內環控制方法，其特征在于：所述步驟2的計算公式為：

Δω1＝Δω×H_BP×H_MOD1 (4)

Δω2＝Δω×H_BP×H_MOD2 (5)

Δω3＝Δω×H_BP×H_MOD3 (6)

其中，Δω₁、Δω₂、Δω₃分別代表阻尼控制器三個模態通道的轉速偏差信號，H_BP為附加阻尼控制器帶通濾波器的傳遞函數，其結構為一個高通濾波器和一個低通濾波器組成，H_BP＝H_LP×H_HP:

式中，A_LP、A_HP分別為低通濾波器和高通濾波器的增益；ω_0LP＝2πf_0LP，ω_0HP＝2πf_0HP，f_0LP、f_0HP分別為低通濾波器和高通濾波器的截止頻率；Q_LP、Q_HP分別代表低通濾波器和高通濾波器的品質因數；

其中，H_MOD1為附加阻尼控制器模態一濾波器的傳遞函數；H_MOD2為附加阻尼控制器模態二濾波器的傳遞函數；H_MOD3為附加阻尼控制器模態三濾波器的傳遞函數：

式中，A_MOD1、A_MOD2、A_MOD3分別為濾波器的增益；ω_0MOD1＝2πf_0MOD1，ω_0MOD2＝2πf_0MOD2，ω_0MOD3＝2πf_0MOD3，f_0MOD1、f_0MOD2、f_0MOD3分別為濾波器的截止頻率；Q_MOD1、Q_MOD2、Q_MOD3分別代表濾波器的品質因數。