[發明專利]一種基于滯后環節的柔直高頻振蕩控制方法及系統

在審

• 申請號: 202110499719.4
• 申請日: 2021-05-08
• 公開（公告）號: CN113036784A
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發明（設計）人: 樂波;厲璇;張進;尹聰琦;付穎;苑賓;張燕秉;肖鯤
• 申請（專利權）人: 國網經濟技術研究院有限公司
• 主分類號: H02J3/24
• 分類號: H02J3/24
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 孫楠

本發明涉及一種于滯后環節的柔直高頻振蕩控制方法及系統，其包括：獲取柔直變流器的接入點三相電壓信號和三相電流信號，進行abc/dq變換，得到dq坐標系下的電壓信號和電流信號；獲取柔直變流器運行有功功率和無功功率，分別進行控制外環計算，得到dq坐標系下的參考電流信號；將dq坐標系下的電壓信號和電流信號、dq坐標系下的參考電流信號，進行控制內環計算，得到abc坐標系下的柔直變流器三相參考電壓，實現對柔直高頻振蕩的控制。本發明可以降低滯后裝置對柔直變流器其他頻段阻抗特性的影響，有效抑制高頻振蕩。

技術領域

本發明涉及一種電力系統穩定性控制技術領域，特別是關于一種基于滯后環節的柔直高頻振蕩控制方法及系統。

背景技術

近年來，柔性直流輸電系統發展迅速。相對于交流輸電系統，柔性直流輸電系統在遠距離、大容量輸電系統中有較大優勢。因此廣泛應用在諸如海上風電傳輸、大直流電網構建等場景。隨著柔直工程的逐漸增加，其中電力電子設備的廣泛應用為電力系統帶來了新的振蕩問題。國內外學者提出此類振蕩主要原因是由電力電子設備控制引起的振蕩頻率處的負電阻，所引起的諧波發散現象。目前主要的振蕩控制方法主要集中在振蕩頻率附近的阻抗優化。通過添加附加阻尼裝置來實現振蕩的控制。但是此類方法對于系統參數要求較高，在系統結構復雜、參數較多的情況下，此類附加阻尼裝置的設計更加困難。

發明內容

針對上述問題，本發明的目的是提供一種基于滯后環節的柔直高頻振蕩控制方法及系統，其可以降低滯后裝置對柔直變流器其他頻段阻抗特性的影響，有效抑制高頻振蕩。

為實現上述目的，本發明采取以下技術方案：一種基于滯后環節的柔直高頻振蕩控制方法，其包括：步驟1、獲取柔直變流器的接入點三相電壓信號和三相電流信號，進行abc/dq變換，得到dq坐標系下的電壓信號和電流信號；步驟2、獲取柔直變流器運行有功功率和無功功率，分別進行控制外環計算，得到dq坐標系下的參考電流信號；步驟3、將dq坐標系下的電壓信號和電流信號、dq坐標系下的參考電流信號，進行控制內環計算，得到abc坐標系下的柔直變流器三相參考電壓，實現對柔直高頻振蕩的控制。

進一步，所述步驟1中，abc/dq變換處理為：

式中，u_d為d軸電壓信號，u_q為q軸電壓信號，i_d為d軸電流信號，i_q為q軸電流信號，T_abc為abc/dq變換環節傳遞函數矩陣，θ為鎖相環鎖定的電網電壓相角。

進一步，所述鎖相環鎖定的電網電壓相角θ為：

θ＝u_qG_PLL(s)

式中，G_PLL(s)為鎖相環傳遞函數，s為拉普拉斯算子。

進一步，所述鎖相環傳遞函數G_PLL(s)為：

式中，K_p為鎖相環的比例增益系數，K_i為鎖相環的積分增益系數。

進一步，所述步驟2中，控制外環包括有功功率控制外環和無功功率控制外環，分別為：

式中，P_ref表示電網有功功率的目標值，Q_ref表示電網無功功率的目標值；P表示電網有功功率的測量值，Q表示電網無功功率的測量值；G_P(s)表示控制外環有功功率PI控制器傳遞函數，G_Q(s)表示控制外環無功功率PI控制器傳遞函數；i_dref表示d軸參考電流信號，i_qref表示q軸參考電流信號。