[发明专利]一种在线自适应抑制柔性直流引起的高频振荡方法

说明书

本发明属于电力系统运行与控制技术领域，尤其涉及一种在线自适应抑制柔性直流引起的高频振荡方法，包括：将特性频率可在线调整的多个陷波器串联安装在MMC‑HVDC的控制系统中，将本端换流母线电压经过派克变换后进行陷波滤波，设置频率范围门槛值和谐波幅值门槛值，对换流母线电压信号进行FFT变换得到各次谐波的幅值，检测出频率大于频率范围门槛值的谐波中幅值最大值及其对应的频率；当交流电网运行方式改变使交直流系统之间出现明显的高频振荡时即投入抑制此频率谐波的陷波器，并锁定投入状态。本发明可以在很短的时间内使高频谐波幅值降低到谐波幅值门槛值以下，同时直流电压和直流功率恢复到整定值，从而有效抑制MMC‑HVDC系统引起的高频振荡问题，改善系统动态响应。

技术领域

本发明属于电力系统运行与控制技术领域，尤其涉及一种在线自适应抑制柔性直流引起的高频振荡方法。

背景技术

自2010年以来，国内外新建的柔性直流输电工程大多采用模块化多电平换流器(MMC)拓扑，随着模块化多电平换流器型高压直流输电(MMC-HVDC)技术和工程应用日益成熟，基于MMC-HVDC的交直流并联输电系统也越来越多，MMC-HVDC的快速灵活可控、无需无功补偿和故障处理能力对电网的动态响应、控制方式和稳定运行等带来了深刻的影响。

在实际的高压大容量MMC-HVDC系统中，各个桥臂的子模块数目高达数百个，系统的采样、站控、阀控和保护等环节相对分散，多个控保装置间数据通讯导致控制链路延时难以减小。较长的控制链路延时导致其与交流电网之间出现高频振荡现象，量测系统采样延时、控制系统计算延时、换流阀开关器件的死区效应、阀器件触发延时等因素均可能引发高频振荡现象，威胁MMC安全稳定运行。

发明内容

针对上述问题，本发明提出了一种在线自适应抑制柔性直流引起的高频振荡方法，包括：

步骤1：将特性频率可在线调整的多个陷波器串联安装在MMC-HVDC的控制系统中，对所述多个陷波器进行编号并设计投退逻辑，将本端换流母线电压信号经过派克变换后进行陷波滤波，设置所有的陷波器初始状态为退出状态，设置门槛值C1和C2；

步骤2：采集本端换流母线电压信号，对其进行FFT变换，得到各次谐波的幅值，频率超过步骤1所设定的门槛值C1的谐波为高频谐波，检测出高频谐波幅值最大值及其对应的频率；

步骤3：各陷波器投入需要同时满足两个条件，第一，高频谐波幅值最大值超过步骤1所设定的门槛值C2，第二，当前高频谐波幅值最大值对应的频率与所有已投入的陷波器抑制的谐波的频率不同；投入的陷波器锁定其投入状态；

步骤4：依次重复步骤2和步骤3，直至检测到的高频谐波幅值均小于C2为止；当系统运行方式发生变化导致系统高频谐波含量突然增大时，解除已投入的所有陷波器的投入状态，跳转至步骤2。

所述步骤1具体包括：

将多个陷波器安装在MMC-HVDC控制系统中对派克变换后的U_d和U_q进行滤波；U_d和U_q是指：MMC-HVDC控制系统采用矢量控制，通过坐标变换将abc坐标系下的三相交流量转换为dq坐标系下的同步旋转的直流量建立MMC的数学模型，abc坐标系下的换流母线电压转换到dq坐标系下即为U_d和U_q；每个陷波器的特性频率ω和系数ξ可以在线调整，系数ξ为阻尼比；

门槛值C1为频率范围门槛值，频率超过门槛值C1的谐波记为高频谐波，门槛值C1及以上频率为频率作用范围，门槛值C1根据高频振荡的频率范围取一定的频率裕度获得；

门槛值C2为谐波幅值门槛值，只有当某个频率下的谐波幅值超过门槛值C2时，才能触发投入陷波器，门槛值C2根据正常运行情况下基波幅值乘以一定的比例得到。

所述步骤3具体包括：