[发明专利]储能型STATCOM抑制换相失败的控制方法及逆变器控制方法

说明书

本发明公开了一种储能型STATCOM抑制换相失败的控制方法及逆变器控制方法，储能型STATCOM包括：蓄电池组、DC/DC变换器、直流侧电容、DC/AC变换器、滤波器和控制器。在HVDC受端发生接地短路故障时，本发明可用于抑制因电压跌落导致的换相失败。蓄电池组作为储能环节，DC/DC变换器为直流侧电容提供稳定的直流电压，直流侧电容正常供电时，DC/AC变换器维持受端交流母线电压相对稳定。滤波器用于滤除输出电压电流中的高频谐波分量，储能型STATCOM经升压变压器、断路器和隔离开关接入受端换流母线。此外，本发明还提出了一种负序补偿控制方法，可以有效的补偿不对称故障引起的电压跌落。本发明可以应用于高压直流输电受端换流站，有效提升换相失败免疫能力。

技术领域

本发明涉及高压直流输电换相失败抑制领域，适用于利用储能型STACOM抑制因三相及单相电压跌落引起的换相失败。

背景技术

电网换相换流器型高压直流输电(LCC-HVDC)采用的换流元件是不具备自关断能力的晶闸管，系统存在换相失败风险。连续换相失败减少了输送的有功功率，引起受端电网频率波动和无功功率的大量消耗，给受端交流系统的稳定运行带来威胁。采用STATCOM装置进行动态无功补偿，增大换相电压时间面积是抑制换相失败的一种可行措施。

通常情况下，STATCOM的直流侧电容容值较大，电网故障时接入点电压发生幅值暂降，相位突变，STATCOM和系统间的无功交换受到影响，造成直流侧电容电压发生波动，使得输出的电压中存在较多谐波，反而不利于换相。储能型STATCOM通过储能环节弥补了STATCOM装置的自身损耗，具有比传统STATCOM更加稳定的直流侧，输出电压电流的畸变率更低，在交流电压跌落的情况下仍旧能提供稳定的无功输出。此外，传统STATCOM在进行不平衡补偿时需进行正负序分离后在正负序坐标系下分别控制，较为复杂。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种储能型STATCOM抑制换相失败的控制方法及逆变器控制方法，有效抑制换相失败的发生。

本发明所采用的技术方案是：一种储能型STATCOM抑制换相失败的控制方法，适用于高压直流输电换相失败的抑制；储能型STATCOM系统包括蓄电池组、DC/DC变换器、直流侧电容、逆变器、输出滤波器和控制器；所述蓄电池组经DC/DC变换器连接到直流侧电容；所述逆变器与直流侧电容连接；所述滤波器与逆变器连接，所述控制器与驱动保护电路连接；所述驱动保护电路与所述DC/DC变换器，逆变器连接；所述控制器与采样电路连接；所述控制器主要由锁相环模块、低通滤波器模块、高通滤波器模块、dq变换及其反变换模块，电流内环解耦模块，PI控制模块和PR控制模块组成；该方法包括以下步骤：

1)在每个采样周期的起始点，对蓄电池输出电流i_bat、直流侧电容电压U_dc、升压变压器一次侧三相电压u_cx和逆变器输出三相电流i_invx进行采样；(x＝a,b,c)。

2)将步骤1)中采样得到的升压变压器一次侧电压u_cx送入PLL中，得到当前电压相位θ_c；

3)DC/DC变换器将直流侧参考电压U^*_dc和直流侧电容电压U_dc做差送入PI控制器，得到DC/DC变换器电流内环指令i^*_bat，i^*_bat与蓄电池输出电流i_bat做差送入PI控制器，得到DC/DC变换器的驱动信号v_dc；