[發(fā)明專利]一種適用于遠海風電送出的中頻柔性直流輸電系統(tǒng)及其控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011461210.2
• 申請日: 2020-12-09
• 公開（公告）號: CN112421670B
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發(fā)明（設計）人: 張哲任;徐政;唐英杰
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: H02J3/36
• 分類號: H02J3/36;H02J3/38;H02M7/00;H02M7/483
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 王琛

1.一種適用于遠海風電送出的中頻柔性直流輸電系統(tǒng)的控制方法，所述中頻柔性直流輸電系統(tǒng)包括海上換流站和陸上換流站且兩者通過直流海纜連接，所述海上換流站的交流側為風電場，風電場內各風機的交流輸出端口通過升壓變壓器連接至交流母線，所述交流母線通過換流變壓器連接至海上換流站的交流端口，海上換流站交流側的額定頻率f₀選為100～400Hz即升壓變壓器及換流變壓器的額定頻率采用100～400Hz，所述海上換流站和陸上換流站采用真雙極接線柔性換流站結構，該結構由正極和負極兩個MMC連接構成且中心連接點通過接地裝置接地；

所述控制方法的特征在于：陸上換流站中的MMC采用定直流電壓控制策略，海上換流站中的MMC采用改進型定交流電壓控制策略，具體步驟如下：

(1)對于海上換流站中的任一MMC，采集其交流側三相電流i_a～i_c以及交流母線的三相電壓u_a～u_c，進而計算得到該MMC的有功功率P_k和無功功率Q_k，k＝pos或neg，其中k＝pos表示該MMC為正極MMC，k＝neg表示該MMC為負極MMC；

(2)利用參考相位對三相電壓u_a～u_c和三相電流i_a～i_c分別進行dq變換，得到三相電壓u_a～u_c的d軸分量u_d和q軸分量u_q以及三相電流i_a～i_c的d軸分量i_{d_k}和q軸分量i_{q_k}；

(3)根據上述電氣量通過以下公式計算出該MMC的d軸電壓參考值u_{dref_k}和q軸電壓參考值u_{qref_k}；

其中：U_set為電壓設定值，P_pos和Q_pos分別為海上換流站中正極MMC的有功功率和無功功率，P_neg和Q_neg分別為海上換流站中負極MMC的有功功率和無功功率；

(4)使u_{dref_k}和u_{qref_k}依次通過外環(huán)和內環(huán)控制后輸出調制電壓指令，進而通過PWM調制技術生成相應的開關信號用以對MMC施加控制。

2.根據權利要求1所述的控制方法，其特征在于：所述參考相位t表示時刻。

3.根據權利要求1所述的控制方法，其特征在于：所述步驟(4)中的外環(huán)控制過程為：首先通過以下公式計算出MMC交流側三相電壓的d軸分量u_{d_k}和q軸分量u_{q_k}，然后對u_{dref_k}-u_{d_k}和u_{qref_k}-u_{q_k}分別進行PI控制，得到MMC的d軸電流參考值i_{dref_k}和q軸電流參考值i_{qref_k}；

其中：X為輸入阻抗且取值為換流變壓器漏抗的0.1倍，t表示時刻。

4.根據權利要求3所述的控制方法，其特征在于：所述步驟(4)中的內環(huán)控制過程為：對i_{dref_k}-i_{d_k}進行PI控制后的輸出結果加上u_{d_k}減去9X*i_{q_k}即得到MMC的d軸調制電壓指令值U_vdref，同樣對i_{qref_k}-i_{q_k}進行PI控制后的輸出結果加上u_{q_k}和9X*i_{d_k}即得到MMC的q軸調制電壓指令值U_vqref。