[发明专利]一种柔性直流输电系统的振荡抑制方法及系统

说明书

本发明涉及一种柔性直流输电系统的振荡抑制方法及系统，当根据状态空间矩阵的特征值根轨迹图、直流电压波形图和交流侧电压频谱图确定柔性直流输电系统处于振荡失稳状态时，利用虚拟电阻、虚拟电感和一阶惯性环节时间参数确定虚拟阻抗控制的系数，将确定了系数的虚拟阻抗控制投入柔性直流输电系统的控制系统中，调整虚拟阻抗控制的系数，直至柔性直流输电系统处于振稳定状态，则退出虚拟阻抗控制。本发明在系统发生振荡失稳时，投入使用虚拟阻抗控制，可以改变整个系统的状态空间方程，有效抑制不同频带的振荡失稳，从而提高系统的稳定性并抑制振荡失稳现象。

技术领域

本发明涉及柔性直流输电领域，特别是涉及一种柔性直流输电系统的振荡抑制方法及系统。

背景技术

近年来，小到几Hz，大到几千Hz的振荡频率出现在柔性直流输电系统中，严重影响系统的稳定运行，对于柔性直流输电工程而言，及时抑制柔性直流输电系统的振荡失稳现象尤为重要。柔性直流输电系统振荡主要有以下两个特点：

1.柔性直流输电系统振荡现象主要出现在风机与换流器以及换流器与电网之间，可达到几千Hz；

2.由于柔性直流输电系统振荡发生的根源是复杂电网耦合形成的源-网多时间尺度动态相互作用，通过优化控制器参数的措施可以起到抑制柔性直流输电系统振荡的效果。

当前有学者提出采用虚拟电阻(R_vir)控制抑制柔性直流输电系统振荡的方法，传统的虚拟电阻控制对于某一频段的振荡可以起到良好的振荡抑制效果，但传统的虚拟电阻控制对于不同频带的振荡现象无法起到良好的振荡抑制作用，不能有效地抑制系统失稳。

发明内容

本发明的目的是提供一种柔性直流输电系统的振荡抑制方法及系统，以有效抑制不同频带的振荡失稳，提高系统的稳定性。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种柔性直流输电系统的振荡抑制方法，所述柔性直流输电系统为基于虚拟阻抗控制的柔性直流输电系统，所述方法包括：

确定柔性直流输电系统的状态空间矩阵；

获取柔性直流输电系统的状态空间矩阵的特征值根轨迹图、直流电压波形图和交流侧电压频谱图；

根据状态空间矩阵的特征值根轨迹图、直流电压波形图和交流侧电压频谱图判断柔性直流输电系统是否处于振荡失稳状态，获得第一判断结果；

若第一判断结果表示是，则根据虚拟电阻、虚拟电感和一阶惯性环节时间参数确定虚拟阻抗控制的系数；

将确定了系数的虚拟阻抗控制投入柔性直流输电系统的控制系统中，返回步骤“确定柔性直流输电系统的状态空间矩阵”，直至第一判断结果表示否，退出所述虚拟阻抗控制。

进一步地，所述确定柔性直流输电系统的状态空间矩阵，具体包括：

根据柔性直流输电系统的交流侧模型、直流侧模型、控制系统模型建立柔性直流输电系统的状态空间方程；

根据所述状态空间方程确定柔性直流输电系统的状态空间矩阵。

进一步地，所述根据状态空间矩阵的特征值根轨迹图、直流电压波形图和交流侧电压频谱图判断柔性直流输电系统是否处于振荡失稳状态，获得第一判断结果，具体包括：

若所述特征值根轨迹图中特征值根轨迹穿越零点进入坐标系的正实轴，或所述直流电压波形图中柔性直流输电系统的直流电压发生剧烈波动，或所述交流侧电压频谱图中出现基频50Hz以外的振荡频率，则所述第一判断结果表示柔性直流输电系统处于振荡失稳状态；