[發明專利]適用于受端混聯型LCC-VSC直流系統的協調控制方法

有效

• 申請號: 202011127356.3
• 申請日: 2020-10-20
• 公開（公告）號: CN112332436B
• 公開（公告）日: 2022-09-02
• 發明（設計）人: 李斌;馬文軒;王一振;李清泉;陳爭光
• 申請（專利權）人: 天津大學;中國電力科學研究院有限公司
• 主分類號: H02J3/36
• 分類號: H02J3/36
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 李素蘭

本發明公開了一種適用于受端混聯型LCC?VSC直流系統的協調控制方法，當整流端LCC交流網側發生故障后，故障后工作在定電流模式下的高壓閥組LCC的電流指令即為I_order?0.1，與協調控制環節PI控制器的輸入值保持一致；進入整流側LCC、逆變側高壓閥組LCC、逆變側低壓閥組MMC三組換流器均與直流系統有功率交換的階段；承接以上階段，進入整流側LCC與逆變側低壓閥組MMC與直流系統有功率交換階段，增大直流線路臨界電流，進而提高系統在故障期間能傳輸的有功功率。本發明能夠在低壓閥組MMC實現降壓運行的協調控制環節，能夠提高受端混聯型LCC?VSC直流輸電系統對送端交流側故障的耐受能力。

技術領域

本發明涉及混合直流輸電系統的控制領域，特別是涉及一種受端混聯型LCC-VSC直流系統的協調控制方法。

背景技術

如圖1所示，為受端混聯型LCC-VSC直流輸電系統結構系統拓撲結構圖。其采用雙極對稱結構。

對于任何整流側采用LCC，逆變側采用VSC結構的混合直流輸電系統都存在著當送端交流側故障而導致網絡電壓跌落過大的時候，系統會停止功率傳輸的問題。這是因為整流側LCC輸出直流電壓會隨著送端網絡電壓的跌落而下降，而逆變側VSC會輸出固定的直流電壓值，這就使得直流電流會不斷減小并最終導致系統功率傳輸的中斷。目前，對于受端混聯型LCC-VSC直流輸電系統交流側故障方面的研究還集中在故障后換流器響應方面。

針對受端混聯型LCC-VSC直流輸電系統在送端網絡電壓因交流側故障而跌落時，系統有功傳輸會減小甚至中斷的問題這一現象，有必要提出一種有效的控制邏輯。

發明內容

基于現有技術的現狀，本發明提出了一種適用于受端混聯型LCC-VSC直流系統的協調控制方法，基于受端兩種換流器LCC和MMC控制方式的結合，實現了能夠緩解送端網絡電壓因交流側故障而跌落現象的協調控制策略。

本發明采取以下技術方案實現：

一種適用于受端混聯型LCC-VSC直流系統的協調控制方法，于低壓閥組三端并聯半橋MMC的控電壓主站執行，受端混聯型LCC-VSC直流系統處于額定運行狀態下，MMC直流端實際電流的標幺值I_d與低壓限流環節與電流指令中產生的系統直流電流指令的標幺值I_order相等，PI控制器輸入為0.1，輸入至額定運行狀態下的低壓閥組MMC的電壓參考值為U_order，該方法包括以下步驟：

當整流端LCC交流網側發生故障后，傳輸有功迅速減小，PI控制器的輸入值變為負，小于U_order的輸出值成為新的直流電壓參考值輸入至MMC系統；故障后工作在定電流模式下的高壓閥組LCC的電流指令為I_order-0.1，并且與協調控制環節PI控制器的輸入值保持一致；

進入整流側LCC、逆變側高壓閥組LCC、逆變側低壓閥組MMC三組換流器均與直流系統有功率交換的階段，在此階段內，逆變側總的輸出電壓維持不變，經VDCOL輸出的電流指令I_order保持不變；

承接以上階段，進入整流側LCC與逆變側低壓閥組MMC與直流系統有功率交換階段，在此階段內，整流側LCC采用最小觸發角控制方式；逆變側高壓閥組LCC因電流指令I_order與實際直流電流I_d的差值始終大于0.1，逆變側LCC的觸發超前角β將持續增大至最大值90°并保持不變；增大直流線路臨界電流，進而提高系統在故障期間能傳輸的有功功率；

直流線路臨界電流的表達式如下：