[发明专利]一种提升联接弱交流电网VSC-HVDC稳定性的附加相位变化速率负反馈控制方法

说明书

本发明公开一种提升联接弱交流电网VSC‑HVDC稳定性的附加相位变化速率负反馈控制方法，首先根据锁相环跟踪相角和交流系统基准相角得到相角偏差量作为附加相位变化速率负反馈控制方法的输入量；然后将相角偏差量经过速率反馈环节得到有功功率补偿量；最后将得到的有功功率补偿量引入至电流矢量控制的有功功率外环控制器。所提方法可以有效抑制联接弱交流电网的VSC‑HVDC由于较大的锁相环带宽而引起的振荡失稳现象，从而有效提高系统的稳定裕度。

技术领域

本发明属于输配电技术领域，具体涉及一种提升联接弱交流电网VSC-HVDC稳定性的附加相位变化速率负反馈控制方法。

背景技术

基于电压源型换流器的柔性直流输电(voltage source converter based highvoltage direct current,VSC-HVDC)系统采用全控型电力电子器件，可以独立控制有功和无功功率，无换相失败风险，因此被广泛应用于新能源输送、电网互联、向弱电网或无源网络供电等领域。

但近年来的研究表明，采用经典电流矢量控制的VSC-HVDC在联接弱交流电网时容易出现动态失稳问题，尤其当受端交流电网强度较弱时，锁相环控制参数的变化是影响VSC-HVD系统稳定性的关键因素。虽然减小锁相环带宽可以提高联接弱交流电网的VSC-HVDC的稳定性，但使用过小的锁相环带宽将导致系统的动态性能变差。因此有必要提出合适的控制方法来抑制联接弱交流电网的VSC-HVDC由于较大的锁相环带宽而引起的振荡失稳现象，并提高系统的稳定裕度。借鉴励磁控制稳定器的结构，本发明提出了一种附加相位变化速率负反馈控制方法，将基于相角偏差量得到的有功功率补偿量引入至电流矢量控制的有功功率外环控制器，以此来有效抑制联接弱交流电网的VSC-HVDC系统由于锁相环带宽较大而带来的动态失稳现象。

发明内容

本发明的目的是提供一种提升联接弱交流电网VSC-HVDC稳定性的附加相位变化速率负反馈控制方法，其目的是为了有效抑制联接弱交流电网的VSC-HVDC由于较大的锁相环带宽而引起的振荡失稳现象，从而有效提高系统的稳定裕度。

为达到上述发明的目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种提升联接弱交流电网VSC-HVDC稳定性的附加相位变化速率负反馈控制方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

步骤1，根据锁相环跟踪相角和交流系统基准相角得到相角偏差量；

步骤2，将相角偏差量经过速率反馈环节得到有功功率的补偿量；

步骤3，将步骤2得到的有功功率补偿量引入至电流矢量控制的有功功率外环控制器。

所述步骤1的过程具体为：

根据锁相环跟踪相角和交流系统基准相角得到相角偏差量：

θ_d＝θ_PLL-θ_n

其中，θ_PLL为锁相环跟踪相角，θ_n为交流系统基准相角。

步骤2中，有功功率的补偿量是基于相角偏差量经过速率反馈环节得到：

其中，θ_d为相角偏差量，K_F和T_F为速率反馈控制方法的参数。

在步骤3中，按下式获得引入附加相位变化速率负反馈控制方法后的有功功率指令值：

其中，P_ref为引入附加相位变化速率负反馈控制方法前的有功功率指令值，P_DF为由附加相位变化速率负反馈控制引入的有功功率补偿量。