[发明专利]一种串并联型交直流变换装置的直流电压协同控制方法

权利要求书

1.一种串并联型交直流变换装置的直流电压协同控制方法，其特征在于：由定直流电压控制、下垂控制、裕度控制相结合；初始阶段由并联侧换流器(1)采用定直流电压控制将直流母线电压稳定在参考值U_dcref，直流电压参考值U_dcref与直流电压实测值U_dc的差值经过比例积分后得到电流参考值，计算公式如下：

其中，K_p，K_i为电压控制器比例、积分系数；

换流器(2)维持零有功功率输出；功率参考值0与换流器(2)输出功率实测值P_sh2的差值经过比例积分后得到内环电流参考值，计算公式如下：

其中，K_p，K_i为功率控制器比例、积分系数；

若串联侧有功需求增加，当换流器(1)的有功输出达到预设值P_H后，转为直流电压——功率下垂控制，直流电压下降；

换流器(1)直流电压——功率下垂控制具体指：将换流器(1)输出功率实测值P_sh1与P_H的差值经过比例控制后加入到直流电压参考值中，再与直流电压实测值U_dc经过比例积分后得到电流参考值，计算公式如下：

其中，K₁为直流电压——功率下垂曲线的斜率；

当直流母线电压降至U_dcref-U_dz时，换流器(2)转为功率——直流电压下垂控制；换流器(2)的功率——直流电压下垂控制具体指：将直流电压参考值U_dcref与直流电压实测值U_dc的差值经过比例控制后加入到功率参考值0中，再与换流器(2)输出功率实测值P_sh2经过比例积分后得到电流参考值，计算公式如下：

其中，K₂为功率——直流电压下垂曲线的斜率；

换流器(1)下垂曲线的斜率K₁和换流器(2)下垂曲线的斜率K₂大小与对应的换流器容量成反比，K₁和K₂有下述关系：

其中，S₁为换流器(1)的容量，S₂为换流器(2)的容量；

当换流器(1)的有功输出达到P_max时，换流器(1)转为定有功功率控制；

换流器(1)的定有功功率控制具体指：将P_max与换流器1输出功率实测值P_sh1的差值经过比例积分后得到内环电流参考值，计算公式如下：

当直流母线电压降至运行下限U_dcrefL时，换流器(2)转为定直流低电压控制；换流器(2)的定直流低电压控制具体指：将直流电压运行下限参考值U_dcrefL与直流电压实测值U_dc的差值经过比例积分后得到电流参考值，计算公式如下：

若串联侧有功需求减少，控制方法为：将换流器(1)的P_H替换为P_L＝-P_H,P_max替换为P_min＝-P_max，换流器(2)的电压死区替换为+U_dz，直流电压运行下限U_dcrefL替换为运行上限U_dcrefH，取1.05U_dcref～1.1U_dcref；

其中，U_dcrefL为直流母线电压安全运行范围下限值，取0.9U_dcref～0.95U_dcref；

预设值P_H为接近换流器(1)功率极限附近的临界值；

-U_dz为预设的死区电压，用于防止直流电压在参考值附近发生微小波动时引起换流器2的有功功率振荡；

P_max为换流器输出功率的极限值，用于防止换流器输出功率越限；

当换流器(1)因故障退出运行后，可以自动将直流母线电压控制在直流电压安全运行范围内，过程如下：

1)换流器(1)因故障退出运行，换流器(2)保持零有功功率输出，直流母线电压下降；

2)当直流母线电压降至U_dcref—U_dz时，换流器(2)转为功率——直流电压下垂控制，为串联侧提供功率缺额，若能够满足功率缺额，直流母线电压将稳定在U_dcref～U_dcrefL内某一值；

3)若直流母线电压继续下降，降至运行下限U_dcrefL时，换流器(2)转为定直流电压控制，维持直流母线电压稳定在运行下限U_dcrefL。