[发明专利]高压直流输电线路互联的交流电网频率振荡抑制方法

说明书

本发明公开一种高压直流输电线路互联的交流电网频率振荡抑制方法，通过控制公共功率以及差分功率，对直流电压和直流线路上的净功率传输进行独立控制，并通过控制差分功率以等效交流网络之间的机械摩擦；将直流电压控制器的输出值及频率估算器获得的电网角频率的估计值送入差分功率和虚拟摩擦控制器，通过功率平衡方程及最大直流电压偏差进行直流电压下垂系数设置；最终得到电流控制器的电流参考值，完成控制闭环。本发明的有益效果是：通过控制公共功率以及差分功率，以对直流电压和直流线路上的净功率传输进行独立控制，在无需依赖转换器终端之间的快速通信的条件下对异步交流电网中的频率振荡提供阻尼，提高电网运行的稳定性。

技术领域

本发明涉及电力系统安全和控制技术领域，尤其涉及一种高压直流输电线路互联的交流电网频率振荡抑制方法。

背景技术

在现代电力系统中，具有电力电子电网接口的可再生能源正在逐步取代传统的发电厂。但是，电力电子变换器的常规控制策略无法固有地提供物理惯性，而减小的等效系统惯性可能会在严重干扰下损害电力系统的稳定性，这就使得与电力电子变换器的日益普及相关的新的振荡问题变得越来越重要。而现有控制策略无法做到在不使用高压直流端子之间的高带宽通信的前提下有效解决弱阻尼交流系统耦合和低频功率振荡阻尼等方面的问题。因此，提出一种用于高压直流互联的控制方法，在避免通信需求的同时抑制低频机电振荡尤为重要。

发明内容

针对上述问题，本发明提出一种，主要解决现有控制策略在不使用高压直流端子之间的高带宽通信的前提下，无法有效解决弱阻尼交流系统耦合和低频功率振荡阻尼等方面的问题。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种高压直流输电线路互联的交流电网频率振荡抑制方法，包括以下步骤，

步骤一：以发电机G1、G2等效两端交流电网，将与公共功率相关的直流线路电压动态的有功功率和与差分功率相关的净有功功率进行解耦，通过控制所述公共功率以及所述差分功率，对直流电压和直流线路上的净功率传输进行独立控制，并通过控制差分功率等效交流网络之间的机械摩擦；

步骤二：重新定义所述差分功率和虚拟摩擦控制器，将等效发电机端电压经频率估算器后输入所述虚拟摩擦控制器，所述虚拟摩擦控制器获得有功功率控制器输入值，用于整流侧和逆变侧的分散控制；

步骤三：设计直流电压控制器，通过直流电压用作交流电网间频率差的度量，将所述直流电压控制器的输出值送入所述差分功率和虚拟摩擦控制器，通过功率平衡方程及最大直流电压偏差进行直流电压下垂系数设置；

步骤四：有功无功功率控制器连接所述虚拟摩擦控制器及电流控制器，并生成电流控制的参考值；

步骤五：所述电流控制器作为控制环末端进行电流控制，完成控制闭环。

本发明的有益效果为：通过控制公共功率以及差分功率，以对直流电压和直流线路上的净功率传输进行独立控制，在无需依赖转换器终端之间的快速通信的条件下通过引入虚拟摩擦来耦合电网间的惯性动力学，从而对异步交流电网中的频率振荡提供阻尼，提高电网运行的稳定性。

附图说明

图1为本发明实施例中公开的高压直流输电线路互联的交流电网频率振荡抑制方法的系统结构及控制框图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，下面结合附图和具体实施方式对本发明的内容做进一步详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容。

参阅图1，图1为高压直流互联的异步交流电网的系统结构及控制框图,本实施例在图1的基础上提出了一种高压直流输电线路互联的交流电网频率振荡抑制方法，包括以下步骤，