[发明专利]一种改善柔性直流换流器等效阻抗的控制方法和装置

说明书

本发明公开了一种改善柔性直流换流器等效阻抗的控制方法和装置，所述控制方法包括：判断柔性直流换流器控制系统中每一电流分量的运行状态；其中，所述电流分量包括正序电流d轴分量、正序电流q轴分量、负序电流d轴分量和负序电流q轴分量，所述运行状态包括暂态和稳态；针对任一电流分量，当所述电流分量的运行状态为暂态时，将该电流分量的实际值作为解耦控制环节的输入值；当所述电流分量的运行状态为稳态时，将该电流分量的预设参考值作为解耦控制环节的输入值。采用本发明实施例，能有效削弱换流器的等效阻抗负阻尼特性，从而减小柔性直流系统发生谐波谐振的风险。

技术领域

本发明涉及电力输电技术领域，尤其涉及一种改善柔性直流换流器等效阻抗的控制方法和装置。

背景技术

基于模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)的柔性直流输电技术具有控制灵活、输出波形质量高、可向无源系统供电等优点，目前在大规模远距离高压直流输电、新能源并网、海上风电直流送出、异步电网互联等领域得到了广泛应用。然而，随着多个柔性直流工程的投入运行，电网产生了新的稳定性问题。柔性直流换流器在运行的过程中，由于控制系统的响应作用，可能导致其等效阻抗特性恶化、在某些频段下呈现出负阻尼作用，当电网阻抗与柔性直流系统等效阻抗匹配不当时，易引发谐波谐振现象。

在实际工程中通常通过改善柔直换流器等效阻抗特性以达到抑制柔直系统发生谐波谐振的目的。改善柔直换流器等效阻抗的思路主要是通过改变控制系统结构或参数，使得换流器等效阻抗在各频段内呈现出正阻尼特性，即相角频率特性曲线在各频段下满足在-90°至+90°范围内的要求。由于柔直换流器等效阻抗产生负阻尼的原因主要是控制链路延时和电压前馈环节或电流内环控制环节的相互作用，因此现有技术提出了在电压前馈中加入低通滤波器、减小控制链路延时、减小电流内环PI控制器比例参数等阻抗改善措施。

然而，实际工程中电流内环控制环节通常采用正负序电流独立控制，且正负序电流独立控制通过与dq轴解耦控制环节的相互作用，对换流器等效阻抗存在较大的负面影响。现有技术在分析柔直换流器等效阻抗特性的过程中大多忽略了dq轴解耦控制和正负序电流独立控制的影响，缺乏基于优化解耦控制环节的柔性直流换流器等效阻抗改善方法。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种改善柔性直流换流器等效阻抗的控制方法和装置，能有效削弱换流器的等效阻抗负阻尼特性，从而减小柔性直流系统发生谐波谐振的风险。

为实现上述目的，本发明实施例提供了一种改善柔性直流换流器等效阻抗的控制方法，包括：

判断柔性直流换流器控制系统中每一电流分量的运行状态；其中，所述电流分量包括正序电流d轴分量、正序电流q轴分量、负序电流d轴分量和负序电流q轴分量，所述运行状态包括暂态和稳态；

针对任一电流分量，当所述电流分量的运行状态为暂态时，将该电流分量的实际值作为解耦控制环节的输入值；当所述电流分量的运行状态为稳态时，将该电流分量的预设参考值作为解耦控制环节的输入值，以改善柔性直流换流器的等效阻抗。

作为上述方案的改进，所述正序电流d轴分量的预设参考值满足：

所述正序电流q轴分量的预设参考值满足：

所述负序电流d轴分量的预设参考值为零，所述负序电流q轴分量的预设参考值为零；

其中，P_ref为柔性直流换流器控制系统的有功功率，Q_ref为柔性直流换流器控制系统的无功功率，U_d为电压稳态d轴分量，U_q为电压稳态q轴分量。

作为上述方案的改进，所述判断柔性直流换流器控制系统中每一电流分量的运行状态，具体包括：