[发明专利]一种本地直流电压反馈的多端柔性直流输电系统解耦控制方法

说明书

技术领域

本发明属于多端柔性直流输电控制技术，特别涉及一种本地直流电压反馈的多端柔性直流输电系统解耦控制方法。

背景技术

与两端柔性直流输电系统不同，多端柔性直流输电系统(Voltage Source Converter based Multi-Terminal Direct Current，VSC-MTDC)结构更为复杂且运行方式更为多样，系统内各换流站之间以及换流站内部均存在复杂的耦合作用。这种耦合作用使得换流站之间互为干扰，系统内任一换流站的扰动，如风电等新能源发电功率的频繁波动、无源网络负荷的周期性变化、局部交流系统的故障以及换流站的停运等，均会导致系统有功潮流及直流电压的波动，并进一步引起互联其他换流站及交流系统的扰动。这种耦合作用的存在会导致系统动态性能及稳定性的恶化，尤其对无源网络、新能源发电及弱交流系统等对公共连接点电压稳定性有较高要求的换流站运行极为不利。目前国内外尚无文献对该问题进行过研究，且现有VSC-MTDC控制策略方面的研究，无论主从控制、电压裕度控制，还是电压下垂控制，在换流站控制器设计时，均未考虑这种交互作用的影响。

发明内容

本发明所解决的技术问题是抑制多端柔性直流输电系统中各电压源换流站之间耦合作用，削弱各电压源换流站之间的相互干扰，保证各电压源换流站及所连交流系统独立稳定运行。

为解决上述技术问题本发明所采用的技术方案是：一种本地直流电压反馈的多端柔性直流输电系统解耦控制方法，所述解耦控制方法是在多端柔性直流输电系统所涉及电压源换流站控制器中引入其自身直流侧电压U_d负反馈，通过将所述系统中任意一个电压源换流站i的直流电压U_di的负反馈分别叠加到所述任意一个电压源换流站i的换流阀PWM调制信号的d轴分量和q轴分量中，对所述多端柔性直流输电系统进行解耦控制。

优选的，所述直流电压U_di的负反馈增益为K_di和K_qi，所述K_di和K_qi的整定公式为式中S为载波幅值，u_cdi0和u_cqi0分别为所述电压源换流站交流侧电压u_ci的d轴分量稳态值和q轴分量稳态值，U_di0为所述电压源换流站直流侧电压的稳态值。

优选的，对所述多端柔性直流输电系统进行解耦控制包括对所述多端柔性直流输电系统中与交流网络连接且采用有功无功控制的电压源换流站和与无源网络或风电场连接且采用交流电压控制的电压源换流站的控制。

优选的，对所述多端柔性直流输电系统中与交流网络连接且采用有功无功控制的电压源换流站的控制包括以下具体步骤：

①采用电压互感器和电流互感器测量所述交流网络接入点的交流电压u_si和交流电流i_si，并基于锁相环得到所述交流电压u_si同步相位；

②根据步骤①所得到的所述交流电压u_si同步相位进行派克变换得到所述交流电压u_si的d轴分量u_sdi和q轴分量u_sqi以及所述交流电流i_si的d分量i_sdi和q分量i_sqi；

③根据步骤②所得到的所述交流电压u_si和交流电流i_si的d轴分量和q轴分量，计算得到交流电网向所述电压源换流站注入的有功功率P及无功功率Q；

④将有功功率指令值P*与所述有功功率P进行比较并经比例积分控制器消除静态误差，从而得到有功电流参考值i_sdi*，将无功功率指令值Q*与所述无功功率Q进行比较并经比例积分控制器得到无功电流参考值i_sqi*；