[发明专利]基于SC的LCC-HVDC受端直流系统前馈控制方法、系统及介质

说明书

本发明公开了一种基于SC的LCC‑HVDC受端直流系统前馈控制方法、系统及介质，本发明实施步骤包括在电网故障后根据同步调相机SC的励磁电流I_f生成前馈角Δβ；将控制策略输出的初始触发角β减去前馈角Δβ得到逆变器的触发角α₁并生成触发脉冲并输送至LCC‑HVDC的阀侧，直至母线电压是否恢复到第二阈值范围。本发明能够显著提高LCC‑HVDC对换相失败的抵御能力，能够有效减小系统发生换相失败或连续换相失败的概率，有利于交直流系统的快速恢复；本发明改善了LCC‑HVDC的控制策略输出的初始触发角β调节速度慢的问题，同时提高了系统的稳定性，具有兼容性好、便于技术升级改造的优点。

技术领域

本发明涉及高压直流输电技术，具体涉及一种基于SC的LCC-HVDC受端直流系统前馈控制方法、系统及介质，用于通过故障下受端换流站内同步调相机和直流控制系统的协同作用实现抑制换相失败发生的概率。

背景技术

LCC-HVDC(基于电网换相的高压直流输电系统)具有输电距离远、容量大、输送功率快速可控等特点，但由于其大量使用半控型器件，运行时系统扰动或发生故障则可能导致换相失败，消耗大量无功功率。目前直流系统部分接入了电网电压较薄弱的负荷中心，换相失败可能导致受端交流电网动态电压支撑能力不足，电网电压失稳风险增加。弱交流系统故障期间通常会发生更严重的电压跌落，且系统无法提供快速恢复所需的无功，造成恢复速度缓慢，同时在谐波及母线电压波动下，极易导致逆变器发生连续换相失败，进一步降低系统的恢复速度，给系统安全稳定运行带来很大危害。因此，研究受端换流站故障后电压稳定与避免换相失败具有重要的理论与现实意义。

传统控制策略主要有SIEMENS的实测型γ控制策略和ABB的预测型γ控制策略。SIEMENS的实测型γ控制策略虽然可以提高对γ的控制精度，但当故障发生导致直流电流Id突然增大、直流电压U_d急速下降或是二者同时发生，熄弧角可能突然减小很多，使得控制器来不及响应就发生换相失败。而ABB的预测型γ控制策略虽然响应速度较快，但γ角不是通过测量得到，在故障下计算出的角度与实际角度偏差较大；况且无法预计到换相期间各电气量的变化，如直流电流I_d持续增加，则换相角可能比预期的大，使实际γ角小于最小值。受端装设同步调相机时能提升系统的有效短路比，一定程度改善系统的电压稳定性。

综上所述，目前常用的基于ABB与SIEMENS路线的两种关断角控制策略都存在不足之处，ABB的预测型γ控制策略强制大幅减小α会导致无功消耗增大，并且存在γ过补偿的风险，降低了系统运行的经济性；SIEMENS的实测型γ控制策略在故障时采用PI调节，速度较慢，可能导致控制器来不及响应就发生换相失败。

发明内容

本发明要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种基于SC的LCC-HVDC受端直流系统前馈控制方法、系统及介质，本发明能够显著提高LCC-HVDC对换相失败的抵御能力，能够有效减小系统发生换相失败或连续换相失败的概率，有利于交直流系统的快速恢复；本发明改善了LCC-HVDC的控制策略输出的初始触发角β存在调节速度慢的问题，同时提高了系统的稳定性，具有兼容性好、便于技术升级改造的优点。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种基于SC的LCC-HVDC受端直流系统前馈控制方法，实施步骤包括：

1)检测LCC-HVDC所连接交流电网是否发生故障，当发生故障时跳转执行下一步；

2)根据同步调相机SC的励磁电流I_f生成前馈角Δβ；

3)将LCC-HVDC的控制策略输出的初始触发角β减去前馈角Δβ，得到逆变器的触发角α₁；

4)根据触发角α₁生成触发脉冲并输送至LCC-HVDC的阀侧；