[發明專利]具有短期頻率支撐和直流側振蕩抑制功能的電容能量控制方法

有效

• 申請號: 202110435077.1
• 申請日: 2021-04-22
• 公開（公告）號: CN113193569B
• 公開（公告）日: 2022-05-20
• 發明（設計）人: 周挺輝;趙利剛;秦亮;楊詩琦;朱蜀;劉開培
• 申請（專利權）人: 南方電網科學研究院有限責任公司;武漢大學
• 主分類號: H02J3/24
• 分類號: H02J3/24;H02J3/36
• 代理公司: 北京孚睿灣知識產權代理事務所(普通合伙) 11474
• 代理人: 韓燕

1.一種具有短期頻率支撐和直流側振蕩抑制功能的電容能量控制方法，其應用在多端直流電網系統中，其特征在于，所述多端直流電網系統包括采用定直流電壓控制的換流器，所述電容能量控制方法包括：基于交流側頻率偏差控制得到電容能量控制的參考功率指令修正量ΔW_c1，其中所述交流側頻率偏差控制包括測量與換流器相連的交流母線電壓頻率，并經過一個低通濾波器LPF濾除其高頻分量，濾波器傳遞函數為G_LPF,將濾波后的交流母線電壓頻率ω_PCC與基準頻率作差,利用基于交流側頻率偏差的PI控制,得到電容能量控制的參考功率指令修正量ΔW_c1,如式(2)所示：

利用直流側虛擬電容能量控制得到直流側修正量ΔW_c2；通過對換流器電容能量的穩態功率進行修正得到對換流器進行電容能量控制的參考功率指令如表達式(1)所示：

所述換流器的電容能量根據交流側的頻率波動和直流母線的電壓進行響應，參與振蕩能量的吸收；

所述的直流側虛擬電容能量控制包括測量與MMC相連的直流母線電壓u_dc，通過添加一個直流側虛擬電容C_vir，取該電容能量的導數，并經過一個低通濾波器LPF濾除其高頻分量，得到直流側修正量ΔW_c2,如表達式(3)所示：

2.根據權利要求1所述的具有短期頻率支撐和直流側振蕩抑制功能的電容能量控制方法，其特征在于，所述的電容能量控制包括采用雙閉環控制，內環為環流電流零序分量i_diff0控制，其PI動態方程為：G_eic＝k_peic+k_ieic/s，其中k_peic和k_ieic分別為比例控制參數和積分控制參數；外環為電容能量比例控制，其比例控制參數為k_pec。

3.根據權利要求2所述的具有短期頻率支撐和直流側振蕩抑制功能的電容能量控制方法，其特征在于，MMC電容能量外環控制包括將電容能量W_c與電容電壓的關系表示為表達式(4)所示：

其中，C_arm為MMC橋臂等效電容。

4.根據權利要求3所述的具有短期頻率支撐和直流側振蕩抑制功能的電容能量控制方法，其特征在于，還包括在MMC電容能量控制中加入二階低通濾波，其動態方程為：

其中，s為拉氏變換中的復數參變量，ω_n和ζ為濾波器的截止頻率和阻尼比。