[发明专利]一种柔性直流输电系统高频振荡抑制策略

说明书

本发明公开了一种柔性直流输电系统高频振荡抑制策略，包括：建立包含链路延时、控制系统在内的柔直系统阻抗模型，推导分析出柔直系统高频段“负电阻电感”特性区间；合理设计基波陷波控制器参数，当交流系统高频段容性阻抗与柔直系统的“负电阻电感”特性阻抗相互作用，在某一频段发生高频谐振时，将柔直系统电流内环控制器输出经dq/abc反变换后进行陷波控制，将基频信号与其他谐波信号分离，使控制输出的调制波为工频正弦信号，而不含谐振频率成分；当系统运行方式发生变化，高频振荡消失时，退出陷波控制。本发明可以在很短时间内将高频谐振幅值降低到谐波允许值范围内，同时换流阀桥臂电流和模块电压恢复到稳态值，从而有效地抑制了系统高频振荡。

技术领域

本发明属于柔性直流输电技术领域，具体涉及一种柔性直流输电系统高频振荡抑制策略。

背景技术

随着柔性直流输电工程在新能源接入、城市供电、大电网互联等方面应用的增多，电力系统已经出现了次同步振荡、中频振荡和高频振荡现象。近年来，科研人员逐步揭示了柔性直流输电系统控制参数，如锁相环、内外环、环流抑制等对系统阻抗特性及稳定性的影响，但上述研究主要集中在低频段，对高频段的研究较少，国内外只有少量文献进行了报道，主要通过分析高频振荡现象，提出电压前馈环节加滤波器和公共耦合点加装无源滤波器的解决方案，但是电压前馈环节加滤波器的方案会产生延时，影响系统动态响应特性，而且加装的滤波器的截止频率太低，影响系统响应速度，太高的话，对高频抑制效果差；而公共耦合点加装无源滤波器需要增加硬件，会增加成本。

高频振荡发生之后，若在一段时间内不能及时消除，柔性直流换流站将执行闭锁逻辑，保护相关设备的安全。由此产生的功率缺额或盈余对交流主网将产生严重的冲击，因此，研究柔性直流输电系统高频振荡抑制策略对提高工程安全性和可靠性具有重大促进作用。

发明内容

本发明提供了一种柔性直流输电系统高频振荡抑制策略，有效地滤除了引起谐振的谐波频率，实现了系统可靠、稳定运行。

为达到上述目的，本发明所述一种柔性直流输电系统高频振荡抑制策略，1.一种柔性直流输电系统高频振荡抑制策略，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：根据不同工程柔直系统参数，建立柔直系统阻抗模型，得出柔直系统负电阻电感特性频率区间；

步骤2：设计陷波控制的传递函数，其中，s是拉普拉斯算子；ω为基波频率；ρ为截止频率，所述ρ小于柔直系统负电阻电感特性频率的最小值；设置基频陷波控制的投入运行的门限电压Ub和门限电流Ib；

步骤3：将基频陷波控制串接在柔直换流站交流电流内环控制输出端，柔直系统正常运行时，基频陷波控制处于退出状态；

步骤4：实时监测PCC点电压和电流，当PCC点电压大于门限电压Ub或PCC点电流大于门限电流Ib时，投入基频陷波控制；

步骤5：当系统运行方式发生变化时，退出基频陷波控制。

进一步地，步骤1的具体过程为：建立含柔直系统主电路、控制回路、锁相环以及链路延时在内的阻抗模型，应用频域分析法分析锁相环、链路延时、电压前馈、运行方式对阻抗的影响，根据工程系统参数，分析得出高频段负电阻电感特性频率范围。

进一步地，步骤2中，截止频率ρ满足系统暂态响应特性。

进一步地，步骤3中，所述门限电压Ub为PCC点谐波电压幅值门槛值，所述门限电流Ib为PCC点谐波电流幅值门槛值。

进一步地，步骤4中，投入基频陷波控制后，将基频信号与谐波信号分离，然后用原有调制波信号减去滤掉基波的调制波信号，使调制波信号为不含谐振频率的工频正弦信号。

进一步地，步骤5中，系统运行方式发生变化是指：与柔直系统连接的交流系统高频段容性阻抗与柔直系统负阻抗特性区间没有相交或交点的相位差低于180度。