[发明专利]一种柔性直流输电系统的下垂控制方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种柔性直流输电系统的下垂控制方法及装置。

背景技术

与传统直流输电相比，基于电压源换流器的新一代柔性直流输电具有控制能力强、响应速度快、有功无功解耦输出等优点，且不受交流电网短路容量限制，适合向无源系统送电，并具备组成直流电网的条件，因此受到国内外的高度关注，成为电气工程领域的研究热点，该技术在电网异步互联方面的应用也得到了广泛认可。

下垂控制无需通讯，控制结构简单，具有可扩展性好等优势，因而更适合用于多端柔性直流系统的控制。

现有的下垂控制中，内环电流控制中的参考电流由直流电压和传输功率共同决定，如下式所示：

i_dref＝(k_p+k_i/s)[(U_dcref-U_dc)+K_D(P_ref-P)]；

这种简单的功率-电压下垂控制中传输功率参考值为恒定的参考值，不具备频率支援的能力，当交流电网发生频率扰动时，不具备自动直接调节交流电网频率、直流电压的能力，导致了可能造成直流电压因偏离额定值太大，中断柔性直流输电系统的正常工作的技术问题。

发明内容

本发明提供了一种柔性直流输电系统的下垂控制方法及装置，用于解决现有的下垂控制中，内环电流控制中的参考电流由直流电压和传输功率共同决定，这种简单的功率-电压下垂控制中传输功率参考值为恒定的参考值，不具备频率支援的能力，当交流电网发生频率扰动时，不具备自动直接调节交流电网频率、直流电压的能力，导致的可能造成直流电压因偏离额定值太大，中断柔性直流输电系统的正常工作的技术问题。

本发明提供的一种柔性直流输电系统的下垂控制方法，包括：

S1：在一个下垂控制周期内获取到有源交流网络相连的换流站的直流电压、有功功率和交流频率；

S2：确定当直流电压为额定值时对应的换流站输出功率为功率参考值；

S3：确定所述直流电压的电压上限值和电压下限值，根据所述电压上限值和电压下限值判断所述直流电压是否在电压限值范围内，若所述直流电压是在电压限值范围内，则执行步骤S4，若否，则执行步骤S5；

S4：计算所述有功功率的时间变化微分值，若所述时间变化微分值小于或等于第一预设值，则跳转至步骤S6，若所述时间变化微分值大于第一预设值，则跳转至步骤S7；

S5：确定与所述直流电压对应的换流站输出功率为新的功率参考值，并执行步骤S8；

S6：确定当前下垂控制周期内的所述输出功率为参与下垂控制计算的功率参考值，并跳转至步骤S8；

S7：确定上一下垂控制周期内的所述输出功率为参与下垂控制计算的功率参考值；

S8：确定所述参与下垂控制计算的功率参考值为换流站的直流电压-有功功率特性调节曲线的新功率参考值。

优选地，步骤S1之后，步骤S2之前还包括：

S11：通过滤波器去除所述直流电压、所述有功功率和所述交流频率中的高频S波动成分。

优选地，所述计算所述有功功率的时间变化微分值具体包括：

确定采样步长Δt，t时刻对应的有功功率为P(n)，t+(m+i)Δt时刻对应的有功功率为P(n+m+i)，t+iΔt时刻对应的有功功率为P(n+i)，其中，m为一个下垂控制周期内的采样点数，n、m为整数；

根据第一预设公式计算所述有功功率的时间变化微分值，所述第一预设公式具体为：

优选地，所述步骤S8之后还包括：

S9：当进入一个下垂控制周期时，跳转至步骤S1。

本发明提供的一种柔性直流输电系统的下垂控制装置，包括：

第一获取模块，用于在一个下垂控制周期内获取到有源交流网络相连的换流站的直流电压、有功功率和交流频率；

第一确定模块，用于确定当直流电压为额定值时对应的换流站输出功率为功率参考值；

第二确定模块，用于确定所述直流电压的电压上限值和电压下限值；

第一判断模块，用于根据所述电压上限值和电压下限值判断所述直流电压是否在电压限值范围内，若所述直流电压是在电压限值范围内，则触发第一计算模块，若否，则触发第三确定模块；