[发明专利]MMC冗余子模块直流电压支撑控制方法

说明书

本发明公开了一种MMC冗余子模块直流电压控制方法，步骤一、实时监控定直流电压控制换流站在向系统输出或吸收有功功率子模块情况下的子模块电容电压值变化；步骤二、依据电容电压值实时调节投入子模块个数，换流站向系统输出功率，子模块电容电压下降时，包含：阶段一：直流电压恒定阶段：以维持直流电压稳定及交流出口电压跟随参考值为目标，实时调整处于投入状态的子模块数量；阶段二：直流电压下降阶段。换流站从系统吸收功率，子模块电容电压上升时，减少子模块投入数量以始终维持直流电压稳定。本发明改进建立在模块化多电平换流站基础上，具备良好的适用性和实用性；显著提升MMC换流站面对功率波动时的控制能力，增强互联交直流系统稳定性。

技术领域

本发明涉及电力系统控制领域，特别是涉及一种对MMC冗余子模块直流电压支撑的控制方法。

背景技术

近年来，柔性直流输电技术快速发展，成为解决新能源发电大规模集中接入、电能大范围远距离输送等问题的有效解决方案。MMC型柔性直流输电技术在高压大容量输电场景应用前景广阔，但其发展和应用还存在若干问题亟需解决。

借助柔性直流系统实现可再生能源接入时，由于可再生能源发电具有间歇性和波动性特点，造成有功功率供给侧波动；此外，由于电力系统负荷波动、不正常运行或故障的特点，造成有功功率需求侧变化；均会打破柔性直流系统功率的供需平衡状态。此时，暂态不平衡功率作用于MMC换流站导致MMC冗余子模块电容充电或放电，再加上常规MMC换流站控制方式将造成直流电压变化及交流侧出口电压变化，造成换流站交流侧出口电压变化无法准确跟踪参考值，影响交直流系统稳定性的问题。目前尚无明确借助子模块投切数目变化维持交/直流系统稳定的电压控制方法。

在本发明中将考虑子模块电容电压变化，设计一种MMC冗余子模块电容电压控制方法。

发明内容

针对现有技术及其存在的柔性直流系统中暂态功率波动造成直流电压变化及交流侧出口电压无法准确跟踪参考值，影响交直流系统稳定性的问题，本发明提出了一种MMC冗余子模块直流电压支撑控制方法，通过实时调整处于投入状态下的MMC冗余子模块数量来维持直流电压稳定，并使交流侧输出逼近参考值。

本发明的MMC冗余子模块直流电压控制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、实时监控直流电压控制换流站在向系统输出或吸收有功功率子模块这两种情况下的子模块电容电压值变化情况；

步骤二、依据电容电压值实时调节投入子模块个数，实现桥臂子模块冗余度的调整，具体包括：

换流站在向系统输出有功功率的情况下，通过多投入子模块实现MMC换流站直流侧输出电压稳定，又包含直流电压恒定和直流电压下降两个阶段；策略包括：

阶段一：直流电压恒定阶段：

以维持直流电压稳定及交流出口电压跟随参考值为目标，实时调整处于投入状态的子模块数量；当子模块全部投入时，实时监控到子模块电容电压达到阶段一的最低值：

其中，r为MMC换流站子模块冗余度；此时，单相投入子模块数目为最大值，也就是配置子模块总数量N_SUM，U_CN为子模块电容电压；

桥臂子模块冗余度r，定义为：

其中，N_SUM为单个桥臂配置子模块总数量，N为MMC换流站功率平衡时投入的子模块个数；

阶段二：直流电压下降阶段：