[发明专利]一种适用于直流配电网的LCC与MMC协调控制策略

说明书

本发明公开一种适用于直流配电网的LCC与MMC协调控制策略，所述控制策略采用LCC与MMC并联运行的方式，LCC与MMC直流侧连接于同一条直流母线，同时为直流配电网供电，当传输功率较小及功率反向流动时，LCC退出运行，MMC承担所有的传输功率；当传输功率较大时，LCC投入运行并承担大部分功率，结合LCC与MMC换流站的自身特点，MMC采用定直流电压控制和定无功功率控制，LCC采用定直流电流或定直流功率的控制策略。本发明控制策略利用LCC代替MMC承担部分传输功率，降低直流配电网中MMC装置的数量及容量，直流配电网中LCC与MMC稳态运行的协调控制策略采用LCC与MMC并联运行的方式，LCC与MMC直流侧连接于同一条直流母线，同时为直流配电网供电。

技术领域

本发明涉及直流配电技术领域，具体是一种适用于直流配电网的LCC(LineCommutated Converter，电网换相换流器)与MMC(Modular Multilevel Converter，模块化多电平换流器)协调控制策略。

背景技术

为了满足可再生能源并网以及对直流负荷的供电需求，直流配电网得到了广泛的关注和应用。然而，直流配电网系统惯性较低，直流电压容易出现波动，同时直流配电网中负载的投切以及光伏、风电等分布式电源出力的随机波动，都会对直流电压造成较大的影响，甚至危及直流配电网的安全运行。

作为交直流电网的联结枢纽，联网换流器在维持直流侧功率平衡和抑制直流电压波动中扮有重要角色。现有直流配电网工程广泛采用MMC作为联网换流器进行直流电压控制，但其高昂的造价与维护成本制约了直流配电系统的进一步发展。与MMC相比，LCC具有容量大、造价低、运行损耗小的优点，但是也具有最小输送电流存在限制、响应速度慢、功率反向流动时须改变直流侧电压极性等缺点。将LCC引入到直流配电网，代替MMC承担部分传输功率，可以达到降低造价与维护成本的目的，但LCC自身的限制条件会使现有的直流配电网协调控制策略不再适用。在直流配电网中，MMC与LCC如何在稳态时协调运行，成为直流配电网中LCC/MMC协调控制的关键问题。

现有LCC与MMC的协调控制策略在混合直流输电领域获得了广泛的应用，但是这些协调控制策略都是基于高压直流输电领域，不适宜应用在潮流快速频繁变化的直流配电网。因此，亟待一种直流配电网中LCC与MMC的协调控制策略。本发明结合LCC与MMC的特点，设计了一种LCC与MMC的功率分配、容量配比以及LCC的投入与切除逻辑判断条件。当传输功率较小及功率反向流动时，LCC退出运行，MMC承担所有的传输功率。当传输功率较大时，LCC投入运行并承担大部分功率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于直流配电网的LCC与MMC协调控制策略，利用LCC代替MMC承担部分传输功率，降低直流配电网中MMC装置的数量及容量，直流配电网中LCC与MMC稳态运行的协调控制策略采用LCC与MMC并联运行的方式，LCC与MMC直流侧连接于同一条直流母线，同时为直流配电网供电；

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种适用于直流配电网的LCC与MMC协调控制策略，所述控制策略采用LCC与MMC并联运行的方式，LCC与MMC直流侧连接于同一条直流母线，同时为直流配电网供电。

当传输功率较小及功率反向流动时，LCC退出运行，MMC承担所有的传输功率；当传输功率较大时，LCC投入运行并承担大部分功率。

进一步的，所述LCC采用定直流电流控制或者定直流功率控制，承担整流的作用，MMC采用定直流电压控制，承担平衡直流侧功率的作用。

进一步的，所述MMC在系统正常运行期间始终投入运行。

进一步的，当β_load≤β₀，或β_lcc≤β_L时，LCC退出运行。