[发明专利]一种异步联网低频振荡多馈入控制系统及方法

说明书

本发明公开了一种异步联网低频振荡多馈入系统及方法，方法包括以下步骤：获取电力系统的功率缺口；判断功率缺口与稳态边界值的大小：在功率缺口小于稳态边界值时，用PSS对电力系统的低频振荡进行抑制；在功率缺口大述稳态边界值时，判断功率缺口与维稳边界值的大小：在功率缺口所述维稳边界值时，用稳态阻尼控制器对电力系统的低频振荡进行抑制；在功率缺口小于维稳边界值时，用稳态阻尼控制器和故障态阻尼控制器对电力系统的低频振荡进行抑制。本发明的目的在于提供一种异步联网低频振荡多馈入控制系统及方法，根据扰动的实际情况选择合适的阻尼控制器，能更全面的抑制低频振荡相关模态。

技术领域

本发明涉及新能源并网稳定控制技术领域，尤其涉及一种异步联网低频振荡多馈入控制系统及方法。

背景技术

随着从1954年在瑞典哥特兰岛的世界上首个商业运行的直流输电工程投运之后，高压直流输电(HVDC)逐渐进入人们的视野，考虑到其远距离输电耗材少、无需同步运行等特点，对高压直流输电的安全稳定高效运行的研究愈发重要。

在目前的研究中心，对基于电压源换流器(VSC)的高压直流输电技术评估方法较多，但对于模块化多电平换流器(MMC)研究相对较少，尤其是在交直流混联系统中的小干扰稳定性问题，更多的是建立单一阻尼控制器对系统的低频振荡模态进行抑制，并在此控制器基础上采用更优化的算或者采用广域的信号源进行改进，但是这些方法都不能全面的抑制低频振荡相关模态。

发明内容

本发明的目的在于提供一种异步联网低频振荡多馈入控制系统及方法，根据扰动的实际情况选择合适的阻尼控制器(稳态阻尼控制器和故障态阻尼控制器)，从而更全面的抑制低频振荡相关模态。

本发明通过下述技术方案实现：

在本申请的一个方面中，提供了一种异步联网低频振荡多馈入系统，包括依次设置于电力系统中的励磁机、发电机和MMC，还包括PSS、稳态阻尼控制器和故障态阻尼控制器，所述PSS和所述稳态阻尼控制的输入端均与所述发电机的输出端连接，所述PSS和所述稳态阻尼控制的输出端均与所述励磁机的输入端连接，所述故障态阻尼控制器的输出端与所述MMC的输入端连接，所述故障态阻尼控制器的输入端与所述MMC的输出端连接；

在功率缺口小于稳态边界值时，通过电力系统稳定器-励磁机-发电机回路对电力系统的低频振荡进行抑制；在所述功率缺口大于稳态边界值且小于维稳态边界值时，通过稳态阻尼控制器-励磁机-发电机回路对电力系统的低频振荡进行抑制；在所述功率缺口大于稳态边界值和维稳态边界值时，通过所述稳态阻尼控制器-励磁机-发电机回路以及故障态阻尼控制器-MMC回路对电力系统的低频振荡进行抑制。

优选地，所述PSS的输入信号为来自所述电力系统的本地电气信号，所述稳态阻尼控制器的输出信号为作用于所述励磁机的电压控制信号。

优选地，所述稳态阻尼控制器的输入信号为来自所述电力系统的远方电气信号和本地电气信号，所述稳态阻尼控制器的输出信号为作用于所述励磁机的电压控制信号。

优选地，所述故障态阻尼控制器的输入信号为来自所述电力系统的远方故障信号，所述故障态阻尼控制器的输出信号为作用于MMC的维稳附加功率信号。

优选地，所述稳态阻尼控制器和/或所述故障态阻尼控制器的传递函数为：

φ＝π-arg(R)；

其中，H(s)表示稳态阻尼控制器的传递函数，K表示增益系数，s为自变量，T_w表示时间常数，T₁和T₂表示超前滞后补偿系数，Φ表示相位补偿角，c为中间变量，n表示超前滞后阶数，π表示圆周率，R表示留数。

在本申请的另一个方面中，提供了一种异步联网低频振荡多馈入控制方法，包括以下步骤：