[發(fā)明專利]用于多端柔性直流系統(tǒng)的附加阻尼內(nèi)環(huán)控制方法及控制器

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010196371.7
• 申請(qǐng)日: 2020-03-19
• 公開（公告）號(hào): CN111262258A
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李樹鵬;劉云;劉亞麗;霍現(xiàn)旭;李國棟;胡曉輝;呂金炳;于光耀;王崢;陳培育
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)天津市電力公司電力科學(xué)研究院;國網(wǎng)天津市電力公司;國家電網(wǎng)有限公司
• 主分類號(hào): H02J3/24
• 分類號(hào): H02J3/24
• 代理公司: 天津盛理知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 12209
• 代理人: 王來佳

本發(fā)明涉及一種用于多端柔性直流系統(tǒng)的附加阻尼內(nèi)環(huán)控制方法及控制器，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(huán)節(jié)得到系統(tǒng)中的模態(tài)偏差信號(hào)；步驟2、對(duì)步驟1提取的同時(shí)包含有各頻率信息和相位信息的模態(tài)偏差信號(hào)進(jìn)行濾波后，在各頻率信號(hào)中提取出次同步頻率信號(hào)；步驟3、基于步驟2提取的各頻率信號(hào)中次同步頻率信號(hào)，分別對(duì)每個(gè)次同步模態(tài)分量在經(jīng)過交直流系統(tǒng)時(shí)所發(fā)生的相位改變的大小進(jìn)行相位補(bǔ)償；步驟4、將步驟3中相位補(bǔ)償環(huán)節(jié)后的信號(hào)疊加到換流器的控制系統(tǒng)中。本發(fā)明能夠能夠同時(shí)適用于多端柔性直流系統(tǒng)和傳統(tǒng)的雙端柔性直流系統(tǒng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)穩(wěn)定控制技術(shù)領(lǐng)域，涉及用于柔性直流系統(tǒng)的附加阻尼內(nèi)環(huán)控制方法及控制器，尤其是一種用于多端柔性直流系統(tǒng)的附加阻尼內(nèi)環(huán)控制方法及控制器。

背景技術(shù)

目前，電力系統(tǒng)次同步振蕩(Sub-synchronous Oscillation，SSO)是一種非常嚴(yán)重的電網(wǎng)穩(wěn)定性問題，可能會(huì)導(dǎo)致發(fā)電機(jī)大軸的損壞。近年來，柔性直流輸配電技術(shù)迅速發(fā)展，電網(wǎng)環(huán)境日益復(fù)雜，系統(tǒng)發(fā)生SSO的風(fēng)險(xiǎn)增加。

經(jīng)檢索發(fā)現(xiàn)，如下兩篇文獻(xiàn)：

文獻(xiàn)“VSC_HVDC多通道附加阻尼控制器抑制次同步振蕩(電力自動(dòng)化設(shè)備2011年31卷9期)”披露了一種基于電壓源型換流器的附加次同步阻尼控制器的設(shè)計(jì)思路。該附加次同步阻尼控制器采用多通道、窄頻帶的濾波和相位補(bǔ)償，次同步抑制信號(hào)通過外環(huán)控制器附加到直流系統(tǒng)中。

文獻(xiàn)“VSC_HVDC抑制串補(bǔ)引起的次同步振蕩研究(華東電力2011年39卷4期)”披露了一種在VSC-HVDC系統(tǒng)中配置混合阻尼控制器用于抑制SSO的方法。該方法的實(shí)質(zhì)還是將附加抑制信號(hào)附加到換流器的外環(huán)控制環(huán)節(jié)，只不過其在有功控制類和無功控制類上都加入了附加抑制信號(hào)。

上述兩種方法運(yùn)用在電壓源型換流器中的附加阻尼控制器對(duì)兩端交直流混合系統(tǒng)能有效適用，但不能滿足多端系統(tǒng)運(yùn)行方式切換時(shí)抑制SSO的要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種設(shè)計(jì)合理、通用性強(qiáng)且能夠同時(shí)適用于多端柔性直流系統(tǒng)和傳統(tǒng)的雙端柔性直流系統(tǒng)的附加阻尼內(nèi)環(huán)控制方法及控制器。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題是采取以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種用于多端柔性直流系統(tǒng)的附加阻尼內(nèi)環(huán)控制方法，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(huán)節(jié)得到系統(tǒng)中的模態(tài)偏差信號(hào)；

步驟2、對(duì)步驟1提取的同時(shí)包含有各頻率信息和相位信息的模態(tài)偏差信號(hào)進(jìn)行濾波后，在各頻率信號(hào)中提取出次同步頻率信號(hào)；

步驟3、基于步驟2提取的各頻率信號(hào)中次同步頻率信號(hào)，分別對(duì)每個(gè)次同步模態(tài)分量在經(jīng)過交直流系統(tǒng)時(shí)所發(fā)生的相位改變的大小進(jìn)行相位補(bǔ)償；

步驟4、將步驟3中相位補(bǔ)償環(huán)節(jié)后的信號(hào)疊加到換流器的控制系統(tǒng)中；

而且，所述步驟1的具體步驟包括：

(1)首先將交流電壓信號(hào)進(jìn)行鎖相，提取出因系統(tǒng)振蕩導(dǎo)致的相位的偏差情況；

首先進(jìn)行αβ變換，將三相電壓信號(hào)從三相靜止坐標(biāo)系到兩相靜止坐標(biāo)系

式中，U_α、U_β為經(jīng)過αβ變換的電壓信號(hào)，U_a、U_b、U_c為母線ABC三相的電壓信號(hào)。

(2)計(jì)算出U_α、U_β后，進(jìn)行鎖相計(jì)算，得出此時(shí)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速ω；