[发明专利]基于乒乓控制的单回直流大信号调制控制器及其控制方法

权利要求书

1.一种基于乒乓控制的单回直流大信号调制控制器，其特征在于包括有采样控制器(S1)、微分控制器(S2)、功率控制器(S3)、功率限制器(S4)、功率转换器(S5)，其中采样控制器(S1)的输入端与直流线路整流侧换流站和逆变侧换流站相连，采集换流站的功角、电压等信号，采样控制器(S1)有两个输出端，一个输出端输出功角差信号，该输出功角差信号的输出端与微分控制器(S2)的输入端相接，采样控制器(S1)的另一个输出端输出换流站母线电压和直流电压信号，微分控制器(S2)的输出换流站母线电压和直流电压信号的输出端与功率控制器(S3)的输入端和功率转换器(S5)的输入端相接，功率控制器(S3)输出直流功率调制信号，且功率控制器(S3)输出端与功率限制器(S4)的输入端相接，功率限制器(S4)的输出端输出直流功率调制信号，且功率限制器(S4)的输出端与功率转换器(S5)的输入端相接，功率转换器(S5)输出直流电流调制信号，且功率转换器(S5)的输出端与直流逆变侧换流站内部电流控制器相接。

2.根据权利要求3所述的基于乒乓控制的单回直流大信号调制控制器，其特征在于当严重交流故障或者单回直流双极闭锁等故障发生时，该直流控制器的控制器通过采集的信号快速辨识出系统的振荡模式，通过直流功率的快速、紧急调制，有效地控制发电机群摇摆过程中区域间的功率平衡关系，起到抑制功角摇摆，提高稳定极限的作用。

3.一种基于乒乓控制的单回直流大信号调制控制器的控制方法其特征在于包括如下步骤：

1)采样控制器(S1)的功能是从直流输电系统整流站采集交流母线功角δ_rec和电压V_rec控制信号,从直流逆变站采集交流母线功角δ_inv和电压V_inv控制信号，从直流输电线采集直流电压控制信号U_dc，对这些信号进行滤波，并得到整流侧和逆变侧的功角差信号Δδ、滤波后的交流母线电压控制信号V_rec*和V_inv*，以及滤波后的直流电压控制信号U_dc*；

2)微分控制器(S2)将信号采样控制器(S1)输出的功角差信号Δδ进行微分，得到直流连接的两段系统的角速度差信号Δω；

3)微分控制器(S2)输出角速度差信号Δω输入到功率控制器(S3)中，进过乒乓控制，得到直流功率调制量的连续控制信号ΔP_dc；

4)功率控制器(S3)输出的直流功率调制信号将输入到功率限制器(S4)中，根据直流系统特性进行限幅限速控制，得到限制后到直流功率调制信号ΔP_dc*；

5)功率限制器(S4)输出的直流功率调制信号ΔP_dc*经过功率转换器(S5)得到直流内部控制常采用的电流信号ΔI_dc；

6)功率转换器(S5)输出的电流信号ΔI_dc将接入到直流换流器的内部电流控制器中。

4.根据权利要求3所述的基于乒乓控制的单回直流大信号调制控制器的控制方法，其特征在于功率转换器(S5)的电压信号U_dc*需要经过低压限制控制才能进行功率电流转换计算，以防止电压过低时电流信号ΔI_dc超过了直流系统所能承受的范围。

5.根据权利要求3所述的基于乒乓控制的单回直流大信号调制控制器的控制方法，其特征在于乒乓控制的控制策略是当角速度差信号Δω大于某一正值ε₁时，ΔP_dc的值为K_P,当角速度差信号Δω小于某一负值ε₂时，ΔP_dc的值为-K_P，而当Δω的值大于等于ε₁小于等于ε₂时，ΔP_dc的值为0，ε₁和ε₂的值通过系统的仿真计算得出，而K_P即为直流系统功率允许改变的最大幅值。