[發明專利]一種級聯型混合直流逆變側魯棒控制方法、裝置和系統

有效

• 申請號: 202011049189.5
• 申請日: 2020-09-29
• 公開（公告）號: CN112103985B
• 公開（公告）日: 2023-01-31
• 發明（設計）人: 趙靜波;孫蓉;李文博;孟俠;張寧宇
• 申請（專利權）人: 國網江蘇省電力有限公司電力科學研究院;國家電網有限公司;江蘇省電力試驗研究院有限公司
• 主分類號: H02J3/36
• 分類號: H02J3/36;H02J3/24
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 丁朋華

本發明公開了一種級聯型混合直流逆變側魯棒控制方法、裝置和系統，設置逆變側低端VSC換流站中至少一個VSC逆變器為定電壓控制、兩個VSC逆變器為定功率控制；提升直流功率達到預先指定水平；獲取定功率控制的兩個VSC逆變器饋入的兩區域電網交流發電機的轉速差Δω；對轉速差信號濾除高頻噪聲及直流分量，再對濾波后的信號進行魯棒阻尼控制和速率限制后得到預先設置的附加有功信號，所述附加有功信號為定功率控制的VSC逆變器外送的有功功率P_add；將附加有功信號附加在定功率控制的VSC逆變器外環定功率控制環節中，本發明能抑制定功率控制的VSC逆變器所連接的交流系統中的低頻振蕩。

技術領域

本發明涉及高壓直流輸電混合直流技術領域，具體涉及一種級聯型混合直流逆變側魯棒控制方法、裝置和系統。

背景技術

典型的混合直流輸電一般將兩端常規直流的受端LCC(常規高壓直流輸電)換流站替換為VSC(電壓源型換流器)換流站，以消除LCC作為逆變站的換相失敗缺陷，同時提升受端系統的電壓穩定性。近年來相關學者提出受端級聯型混合直流輸電技術，即將受端VSC擴展為多個VSC并聯后再與高端LCC串聯，同時低端VSC落點于不同區域電網，在增加混合直流系統傳輸功率的同時，其多落點結構也同時有利于工程的分期建設。與常規直流系統不同，白鶴灘受端系統采用級聯型結構，使得其相關控制策略與常規點對點直流系統不同，尤其是低端VSC系統能夠在受送端LCC電流指令控制的同時，獨立分配各站的有功功率。在低端VSC直流采取主從控制的情況下，使得逆變側直流附加控制成為可能。

另一方面，低頻振蕩是電力系統在遭受擾動后聯絡線上的功率搖擺。由于電網規模較大，我國低頻振蕩問題不時發生，其本質原因是由于發電機阻尼不足甚至是負阻尼引起的發散振蕩。一般來說抑制低頻振蕩措施有安裝電力系統穩定器(PSS)，設計柔性交流系統(FACTS)附加阻尼控制器，設計直流附加阻尼控制器等。但PSS僅對區域內低頻振蕩模式具有較好的效果，但是對區域間振蕩模式難以抑制，且相關控制器設計的魯棒性難以保證。而UPFC(統一潮流控制器)有功功率控制能力相對直流輸電較弱，控制效果不如直流附加阻尼控制策略。常規直流附加控制器均設計在整流側，無法考慮受端系統低頻振蕩抑制功能。同時常規直流采用點對點結構，一條直流僅能設計一個附加直流控制器，無法同時設計多個控制器抑制低頻振蕩。

發明內容

為解決現有技術中的不足，本發明提供一種級聯型混合直流逆變側魯棒控制方法、裝置和系統，解決了常規直流附加控制器均設計在整流側，無法考慮受端系統低頻振蕩抑制功能的問題。

為了實現上述目標，本發明采用如下技術方案：一種級聯型混合直流逆變側魯棒控制方法，包括步驟：

預先設置整流側LCC換流站為定電流控制、逆變側高端LCC換流站為定電壓控制；設置逆變側低端VSC換流站中至少一個VSC逆變器為定電壓控制、兩個VSC逆變器為定功率控制，并使得低端VSC換流站總功率與高端LCC換流站相等；

在滿足上述設置后解鎖直流，并提升直流功率達到預先指定水平；

在直流功率達到預先指定水平后，獲取定功率控制的兩個VSC逆變器饋入的兩區域電網交流發電機的轉速差Δω；對轉速差信號濾除高頻噪聲及直流分量，再對濾波后的信號進行魯棒阻尼控制和速率限制后得到預先設置的附加有功信號，所述附加有功信號為定功率控制的VSC逆變器外送的有功功率P_add；

將附加有功信號附加在定功率控制的VSC逆變器外環定功率控制環節中，以抑制定功率控制的VSC逆變器所連接的交流系統中的低頻振蕩。

進一步的，所述將附加有功信號附加在定功率控制的VSC逆變器外環定功率控制環節中，以抑制定功率控制的VSC逆變器所連接的交流系統中的低頻振蕩，包括：