[发明专利]一种LCC换流站自适应虚拟阻抗控制方法及系统

权利要求书

1.一种LCC换流站自适应虚拟阻抗控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、根据LCC-VSC混合直流输电系统中LCC换流站控制系统的交流侧工频角频率确定使用的自适应虚拟阻抗的滤除直流分量环节的截止频率ω_c，使用高通滤波器作为自适应虚拟阻抗的滤除直流分量环节，根据截止频率ω_c得到滤除直流分量环节；

S2、确定LCC-VSC混合直流输电系统中LCC换流站控制系统的直流电流参考值；

S3、以LCC换流站控制系统在稳态运行时，虚拟阻抗作用最大；LCC换流站控制系统在直流输电系统启动状态时，虚拟阻抗作用最小；LCC换流站控制系统在稳态运行时，虚拟阻抗关于LCC换流站控制系统直流侧电流测量值的导数为0作为边界条件，确定LCC换流站控制系统中使用的自适应虚拟阻抗的阻抗函数类型；

S4、根据步骤S3得到的边界条件，阻抗函数类型以及步骤S2得到的LCC换流站的直流电流参考值，确定自适应虚拟阻抗的阻抗函数；

S5、根据步骤S4得到的阻抗函数与步骤S1得到的滤除直流分量环节确定自适应虚拟阻抗控制的前馈增益；通过控制前馈增益实现LCC-VSC混合型直流输电系统中LCC侧自适应虚拟阻抗控制。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S1中，滤除直流分量环节的频域为s为频域变量。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，截止频率ω_c小于工频角频率。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S2中，直流电流参考值i_dcref计算如下：

其中，P_LCCref为LCC换流站的额定功率，U_dcref为LCC换流站的直流侧额定电压。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S3中，自适应虚拟阻抗的阻抗函数类型为二次函数型，二次函数类型构造的边界条件具体为：R(i_dc＝0)＝0，R(i_dc＝i_dcref)＝1和R'(i_dc＝i_dcref)＝0，i_dcref为直流电流参考值，i_dc为直流电流，R为所述自适应虚拟阻抗关于直流电流i_dc的阻抗函数。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S4中，在直流电流i_dc等于直流电流参考值i_dcref时，自适应虚拟阻抗函数R(i_dc)控制退化为定阻抗系数的虚拟阻抗控制；在偏移稳态时，自适应虚拟阻抗函数R(i_dc)控制退化为传统定直流电流控制。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，使用二次函数构建阻抗函数R项，确定自适应虚拟阻抗函数R(i_dc)为：

其中，i_dcref为直流电流参考值，i_dc为直流电流。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S5中，将自适应虚拟阻抗函数与滤除直流环节的乘积作为直流电流测量值的前馈增益，将前馈增益反馈给LCC换流站控制系统的定直流电流控制环节中，再经过PI控制器得到触发角指令值，输出触发角指令值到各桥臂的晶闸管实现轮流开启。

9.一种LCC换流站自适应虚拟阻抗控制系统，其特征在于，包括：

频率模块，根据LCC-VSC混合直流输电系统中LCC换流站控制系统的交流侧工频角频率确定使用的自适应虚拟阻抗的滤除直流分量环节的截止频率ω_c，使用高通滤波器作为自适应虚拟阻抗的滤除直流分量环节，根据截止频率ω_c得到滤除直流分量环节；

计算模块，确定LCC-VSC混合直流输电系统中LCC换流站的直流电流参考值；

边界模块，以LCC换流站控制系统在稳态运行时，虚拟阻抗作用最大；LCC换流站控制系统在直流输电系统启动状态时，虚拟阻抗作用最小；LCC换流站控制系统在稳态运行时，虚拟阻抗关于LCC直流侧电流测量值的导数为0作为边界条件，确定LCC换流站控制系统中使用的自适应虚拟阻抗的阻抗函数类型；

阻抗模块，根据边界模块得到的边界条件，阻抗函数类型以及边界模块得到的LCC换流站的直流电流参考值，确定自适应虚拟阻抗的阻抗函数；

控制模块，根据阻抗模块得到的阻抗函数与频率模块得到的滤除直流分量环节确定自适应虚拟阻抗控制的前馈增益；通过控制前馈增益实现LCC-VSC混合型直流输电系统中LCC侧自适应虚拟阻抗控制。