[发明专利]一种柔性直流输电有功开环控制方法及系统

说明书

本发明公开了一种电压源换流器型高压直流输电有功开环控制方法及系统，其中方法包括：有功功率通过开环控制实现，有功功率开环控制参考电流计算公式为：其中，为有功功率参考值，为交流电压参考值，为换流器输出电流d轴分量的参考值；交流电压控制通过闭环实现，交流电压闭环控制参考电流计算公式为：其中，为换流器输出电流q轴分量的参考值，G_AC为外环交流电压控制器，U_s为PCC母线电压。

技术领域

本发明涉及电力技术领域，更具体地，涉及一种柔性直流输电有功开环控制方法及系统。

背景技术

电压源换流器型高压直流输电(Voltage Source Converter based HVDC,VSC-HVDC)，特别是基于模块化多电平换流器的高压直流输电(Modular Multilevel Converterbased HVDC,MMC-HVDC)，凭借其技术优势在新能源并网消纳、孤岛供电、弱交流电网互联等工程领域具有广泛应用前景。尽管VSC-HVDC具有接入弱交流电网的能力，但是在弱交流电网工况下仍然存在较大小信号稳定性风险，给电力系统安全稳定运行带来了新的挑战。

弱电网下经典双闭环控制中的锁相环(Phase Locked Loop,PLL)和外环控制交互作用影响柔直并网系统稳定性，一种思路是去掉外环控制只保留PLL和内环控制，根据弱电网下内环控制稳定性机理分析，只要PLL和内环控制带宽选择合理即可满足稳定性要求。但是需要将有功功率、交流电压参考值与内环控制的电流参考值的对应关系存储到表格中，换流站收到有功功率、交流电压指令后通过查表法得到内环电流参考值。查表法是一种开环控制策略，有功功率、定交流电压控制的精度会受到影响。所以，提出一种提高弱电网下VSC-HVDC并网小信号稳定性，又能保证一定有功功率、定交流电压控制精度的控制方法具有积极意义。

因此，需要一种技术，以实现用于电压源换流器型高压直流输电有功开环的控制技术。

发明内容

本发明技术提出一种电压源换流器型高压直流输电有功开环控制方法及系统，以解决如何对一种弱电网下电压源换流器型高压直流输电进行有功开环控制的问题。

为了解决上述问题，本发明提供了一种电压源换流器型高压直流输电有功开环控制方法，所述方法包括：

有功功率通过开环控制实现，有功功率开环控制参考电流计算公式为：

其中，为有功功率参考值，为交流电压参考值，为换流器输出电流d轴分量的参考值；

交流电压控制通过闭环实现，交流电压闭环控制参考电流计算公式为：

其中，为换流器输出电流q轴分量的参考值，G_AC为外环交流电压控制器，U_s为PCC母线电压。

优选地，G_AC通过如下公式计算：

其中，上式中的负号是为了调节无功电流的方向，与无功的计算公式中的负号有关；k_{p_AC}为外环交流电压PI控制器的比例系数，T_{i_AC}为外环交流电压PI控制器的积分时间常数,s为拉普拉斯算子。

优选地，若内环控制带宽为ω_CL，外环交流电压控制带宽分别为ω_{OL_AC}，交流电网等效电抗为X_g，则：

基于本发明的另一方面，提供一种电压源换流器型高压直流输电有功开环控制系统，所述系统包括：

第一计算单元，其中有功功率通过开环控制实现，有功功率开环控制参考电流计算公式为：