[發明專利]一種柔性直流輸電系統的諧波諧振抑制方法及系統

有效

• 申請號: 202110634165.4
• 申請日: 2021-06-07
• 公開（公告）號: CN113258555B
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發明（設計）人: 伍雙喜;楊銀國;謝小榮;滿方九;劉洋;向麗玲;陸秋瑜;于珍
• 申請（專利權）人: 廣東電網有限責任公司;廣東電網有限責任公司電力調度控制中心
• 主分類號: H02J1/02
• 分類號: H02J1/02;H02J3/24;H02J3/36;H02J3/01
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 陳旭紅;晏靜文

本發明公開了一種柔性直流輸電系統的諧波諧振抑制方法及系統，涉及電力系統技術領域。方法包括：獲取三相電流信號并發送給模數轉換器，得到電流數字信號；對電流數字信號進行漢寧加窗傅里葉變換處理，得到諧振信息；根據諧振信息，構建理想的同頻正序三相電壓；對同頻正序三相電壓進行鎖相處理，得到鎖相結果；基于鎖相結果對電流數字信號的特定諧波分量進行比例積分控制，得到初步電壓參考值；將初步電壓參考值與電流內環產生的電壓參考值相疊加，得到最終電壓參考值。本發明首先由寬頻諧振檢測確定諧振模式信息，然后根據諧振模式信息修正諧波電流控制，形成了一套完整的閉環控制策略；避免了現有抑制方法由于系統運行方式變化所導致的抑制失效問題。

技術領域

本發明涉及電力系統技術領域，尤其涉及一種柔性直流輸電系統的諧波諧振抑制方法及系統。

背景技術

模塊化多電平換流器憑借其模塊化結構、控制靈活性和高電能質量等優點被廣泛應用于遠距離輸電和電網異步互聯之中；目前，我國的魯西背靠背異步聯網工程、渝鄂直流背靠背聯網工程等均采用了基于模塊化多電平換流器的柔性直流輸電技術。柔性直流系統中的穩定性問題以往大多發生于低頻和次/超同步頻段，但近年來發生了多起實際的高頻諧振事件，諧振頻率達數千赫茲。高頻諧振事件，會導致柔直單元跳閘、系統停運等事故。柔性直流輸電系統的穩定性問題已發展為涉及數赫茲至數千赫茲的寬頻諧振問題，諧振若未得到及時抑制將導致電力傳輸中斷，嚴重威脅電力系統的安全穩定運行，亟待解決。

柔直換流器中的寬頻諧振問題與傳統二電平、三電平換流器中由于高開關頻率的脈沖寬度調制所導致的高頻諧波完全不同；其中，柔直系統的高頻諧振是由交流線路的對地電容與柔直換流器的電感特性所構成的LC電氣諧振，柔直換流器控制所導致的負電阻效應對該諧振模式產生了放大作用。現有研究表明，柔直換流器的高頻阻抗特性主要影響環節是電流內環控制，延時環節導致MMC的相頻特性在高頻下間歇性地超過90°，呈現負電阻特性。

現有技術中，系統阻抗會隨著系統運行方式(如交流網絡拓撲、電網強度等)變化而不斷變化，導致柔直寬頻諧振涉及頻率范圍較廣，同一系統中不同諧振事件的頻率差值甚至可達數百赫茲，根據某一特定諧振事件設計的抑制方法難以用于解決實際的柔性直流輸電系統的寬頻諧振問題。

發明內容

本發明目的在于，提供一種柔性直流輸電系統的諧波諧振抑制方法及系統，以實現在不影響電力系統原有動態響應的基礎上達到抑制特定諧波分量的效果。

為實現上述目的，本發明實施例提供一種柔性直流輸電系統的諧波諧振抑制方法，包括：

獲取換流器出口處的三相電流信號并發送給模數轉換器，得到電流數字信號；

對所述電流數字信號進行漢寧加窗傅里葉變換處理，得到諧振信息；其中，所述諧振信息包括頻率信息、相序信息和幅值信息；

根據所述諧振信息，構建理想的同頻正序三相電壓；

對所述同頻正序三相電壓進行鎖相處理，得到鎖相結果；

基于所述鎖相結果對所述電流數字信號的特定諧波分量進行比例積分控制，得到初步電壓參考值；

將所述初步電壓參考值與電流內環產生的電壓參考值相疊加，得到最終電壓參考值。

優選地，所述對所述電流數字信號進行漢寧加窗傅里葉變換處理，得到諧振信息，包括：

對所述電流數字信號進行漢寧加窗傅里葉變換處理，得到初步諧振信息；

通過插值算法對所述初步諧振信息進行優化，得到更加準確的諧振信息。

優選地，所述對所述電流數字信號進行漢寧加窗傅里葉變換處理，得到諧振信息，包括：

對所述電流數字信號進行漢寧加窗后進行離散傅里葉變換，得到頻譜分析結果；