[发明专利]柔性直流输电系统站级控制模式的无缝切换方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种柔性直流输电系统站级控制模式的无缝切换方法，特别是一种对柔性直流输电系统站级控制模式进行无缝切换的控制方法，属于柔性直流输电系统站级控制模式的无缝切换方法的创新技术。

背景技术

高压柔性直流输电技术是当前国内外大功率电力电子研究领域重点和难点之一。其采用可控关断型电力电子器件，既可以实现有功功率和无功功率的独立控制，又能向无源系统供电。在潮流反转时，直流电流方向反转而直流电压极性不变，且换流器之间无需通信，有利于构成既能方便地控制潮流又有较高可靠性的并联多端直流输电系统，具有广阔的应用前景。

但是高压柔性直流输电技术在世界上尚缺乏建设和运行经验，特别是多端柔性直流输电系统，其控制目标较多，需要根据实际情况在不同控制模式间进行切换，采用性能良好的切换控制算法，有利于减小系统模式切换过程中的震荡和冲击，提高柔性直流输电系统控制的稳定性。

直流输电系统的站级控制可以分为有功控制类和无功控制类两个部分，如图1所示，柔性直流输电系统的站级控制采用dq解耦双闭环控制，外环根据模式指令进行相应的模式控制，内环分别采用有功电流闭环和无功电流闭环。图中                                               为d轴（有功）电流参考值，为q轴（无功）电流参考值，， ， 为输出的三相调制调制波。其中有功控制类主要有直流电压控制模式、交流有功功率控制模式、直流有功功率控制模式以及频率控制模式四个部分；无功控制类主要有交流无功功率控制模式和交流电压幅值控制模式两个部分。柔性直流输电系统的站级控制模式由其上层的系统控制根据整个系统运行的状况决定其所处的具体工作模式，站级控制需要保证切换模式的快速性和平稳性，直接强制切换有可能引起系统震荡和不稳定情况发生。

发明内容

本发明的目的在于对柔性直流输电系统的站级控制模式实现无缝切换的柔性直流输电系统站级控制模式的无缝切换方法。采用本发明所述的控制方法能快速在各控制模式下进行无缝切换，能保证系统模式切换的稳定性。

本发明的柔性直流输电系统站级控制模式的无缝切换方法，柔性直流输电系统站级控制模式分为有功功率类控制模式和无功功率类控制模式，其中有功功率类控制模式分为直流电压控制模式、交流有功功率控制模式、直流有功功率控制模式以及频率控制模式；无功功率类控制模式分为交流无功功率控制模式和交流电压幅值控制模式，其中有功功率类的四种控制模式的切换采用如下步骤：

1）系统接受有功功率类控制模式指令输入，控制系统在每个控制周期均读取系统级控制下发给站级控制的有功功率类控制模式指令，根据模式指令决定是否改变有功功率类的控制模式；

2）判断当前有功功率工作模式和模式指令是否相等，如果相等，则说明控制模式不变，继续当前工作模式的控制，跳转至步骤5）；如果不相等，则说明需要切换有功功率类控制模式，执行步骤3）；

3）将当前有功功率类工作模式改为模式指令指定的有功功率类工作模式，执行步骤4）；

4）改变当前有功功率类工作模式的积分初始值和PI控制的输出值，将当前有功功率类的工作模式积分初始值改为上一个控制周期的有功电流参考值；将当前有功功率类工作模式的PI输出改变为上一个控制周期的有功电流参考值，执行步骤5）； 

5）进行当前有功功率类工作模式的PI控制计算，执行步骤6）；

6）将步骤5）的PI输出赋值给交流有功电流参考值。

无功功率类的两种控制模式之间的的切换方法包括如下步骤：

11）系统接受无功功率控制类控制模式指令输入,控制系统在每个控制周期均读取系统级控制下发给站级控制的无功功率类控制模式指令，根据模式指令决定是否改变无功功率类的控制模式，执行步骤12）；

12）判断当前无功功率工作模式和模式指令是否相等,如果相等，则说明控制模式不变，继续当前工作模式的控制，跳转至执行步骤15）；如果不相等，则说明需要切换无功功率类控制模式，执行步骤13）；

13）将当前无功功率类工作模式改为模式指令指定的无功功率类工作模式，执行步骤14）；

14）改变当前无功功率类工作模式的积分初始值和PI控制的输出值,将当前无功功率类的工作模式积分初始值改为上一个控制周期的无功电流输出参考值；将当前无功功率类工作模式的PI输出改变为上一个控制周期无功电流输出参考值，执行步骤15）； 

15）进行当前无功功率类工作模式的PI控制计算，执行步骤16）；