[发明专利]一种背靠背柔性直流输电系统及双环附加频率控制方法

权利要求书

1.一种背靠背柔性直流输电系统，其特征在于，包括：

背靠背换流器本体，包括整流侧换流器和直流端与整流侧换流器的直流端连接的逆变侧换流器，整流侧换流器的交流端用于与第一交流系统连接，逆变侧换流器的交流端用于与第二交流系统连接；

基本控制器，整流输出端与整流侧换流器的控制端连接，逆变输出端与逆变侧换流器的控制端连接，包含有定有功功率控制环、定无功功率控制环以及定直流电压控制环和定交流电压控制环，用于根据定有功功率控制环的指令、定无功功率控制环的指令以及定直流电压控制环和定交流电压控制环的指令，输出整流换流阀的控制信号和逆变换流阀的控制信号，使背靠背换流器本体的直流侧电压保持恒定、传输的有功功率保持恒定以及向电网吸收或发出的无功功率恒定、换流站与交流电网的公共连接点的母线交流电压幅值恒定；

有功附加控制器，有功附加指令输出端与基本控制器的定有功功率控制环的输入端连接，用于对频率偏差输入信号进行比例积分控制输出有功功率附加参考指令值；

无功附加控制器，无功附加指令输出端与基本控制器的定无功功率控制环的输入端连接，用于对频率偏差输入信号进行微分控制输出无功功率附加参考指令值；

其中，频率偏差输入信号为整流侧的频率偏差和逆变侧的频率偏差的差值，整流侧的频率偏差为整流侧换流器的交流电网公共连接点母线电压频率与交流系统正常运行时的频率之差，逆变侧的频率偏差为逆变侧换流器的电网公共连接点母线电压频率与交流系统正常运行时的频率之差。

2.如权利要求1所述的背靠背柔性直流输电系统，其特征在于，基本控制器包括逆变控制器和整流控制器；

逆变控制器包含逆变阀层控制单元和逆变站层控制单元，逆变站层控制单元的输出端与逆变阀层控制单元的输入端连接；逆变站层控制单元包括逆变内环控制结构和逆变外环控制结构，逆变外环控制结构的输出端与逆变内环控制结构的输入端连接，逆变内环控制结构包括逆变d轴控制内环和逆变q轴控制内环，逆变外环控制结构包括逆变d轴控制外环和逆变q轴控制外环；

整流控制器包含整流阀层控制单元和整流站层控制单元，整流站层控制单元的输出端与整流阀层控制单元的输入端连接；整流站层控制单元包括整流内环控制结构整流外环控制结构，整流外环控制结构的输出端与整流内环控制结构的输入端连接，整流内环控制结构包括整流d轴控制内环和整流q轴控制内环，整流外环控制结构包括整流d轴控制外环和整流q轴控制外环；

定有功功率控制环为逆变d轴控制外环、逆变q轴控制外环、整流d轴控制外环以及整流q轴控制外环采用定有功功率控制的控制环；

定无功功率控制环为逆变d轴控制外环、逆变q轴控制外环、整流d轴控制外环以及整流q轴控制外环采用定无功功率控制的控制环；

定直流电压控制环为逆变d轴控制外环、逆变q轴控制外环、整流d轴控制外环以及整流q轴控制外环采用定直流电压控制的控制环；

定交流电压控制环为逆变d轴控制外环、逆变q轴控制外环、整流d轴控制外环以及整流q轴控制外环采用定交流电压控制的控制环。

3.一种基于权利要求1所述的背靠背柔性直流输电系统的双环附加频率控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)根据整流侧换流器的电网公共连接点母线电压频率f_A、逆变侧换流器的电网公共连接点母线电压频率f_B以及交流系统正常运行时的频率f_N，获得频率偏差输入信号Δf_AB；

(2)对频率偏差输入信号进行比例积分控制获得有功功率附加参考指令值，对频率偏差输入信号进行微分控制获得无功功率附加参考指令值；

(3)对有功功率附加参考指令值和无功功率附加参考指令值进行限幅处理，获得限幅后的有功功率附加参考指令值和限幅后的无功功率附加参考指令值；

(4)将限幅后的有功功率附加参考指令叠加有功功率参考指令上，得到实际有功功率参考指令，将限幅后的无功功率附加参考指令叠加无功功率参考指令上，得到实际无功功率参考指令与无功功率；

通过对有功功率和无功功率的调整实现未受扰动侧的交流系统参与受扰动侧交流系统的频率响应过程。