[发明专利]考虑频率耦合效应的柔性直流系统谐振抑制方法和装置

说明书

本发明提供了一种考虑频率耦合效应的柔性直流系统谐振抑制方法和装置，方法包括：在正序电流内环控制部分，通过功率外环控制结构输出、公共连接点处电流和预设的带阻滤波器，获得电流环传递函数和解耦控制系数，进而获得dq轴正序电压参考值；在负序电流内环控制部分，通过公共连接点处电流和带阻滤波器，获取电流环传递函数和电流环解耦控制系数进而获得dq轴负序电压参考值，以实现对所述柔性直流系统的谐振抑制。相比于现有技术，在电流内环控制结构中附加带阻滤波器，可以有效抑制柔性直流换流器的互导纳和控制链路延时影响，同时解决系统中的频率耦合效应和高频谐振问题，降低谐振风险并提高电网稳定性。

技术领域

本发明涉及柔性直流系统领域，尤其涉及一种考虑频率耦合效应的柔性直流系统谐振抑制方法和装置。

背景技术

模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)因其损耗低、故障处理能力强等优点，被广泛应用于新能源并网、远距离输电和异步联网等场景中。随着柔性直流输电换流站电压等级和容量等级的提升，柔直工程的稳定性问题愈加突出。近年来，多个在运行柔直工程发生过高频振荡的稳定性问题，如果该问题不能得到有效移植，会严重影响电网的稳定运行。

如果交流侧等效电源注入某一频率的电压扰动，在公共连接点处除了同频率电流响应外，还会出现另一耦合频率的电流响应和电压响应，此时，换流器端口呈现多输入多输出的关系，这种现象被称为频率耦合效应。在该效应下，柔性直流系统输入输出特性会发生变化，柔性直流系统的稳定性会受到较大影响，且分析起来难度较大。现有技术在解决这类问题时，主要是在高频谐振抑制时，基于简化的换流器阻抗模型，即忽略功率外环、锁相环、电流内环正负序独立以及解耦控制，而功率外环控制结构的不对称性所导致的影响常被忽略，系统仍具有较高的谐振风险。

发明内容

本发明提供了一种考虑频率耦合效应的柔性直流系统谐振抑制方法和装置，以解决如何降低谐振风险的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种考虑频率耦合效应的柔性直流系统谐振抑制方法，包括：

在正序电流内环控制部分，通过功率外环控制结构输出、公共连接点处电流和预设的带阻滤波器，获得第一电流环传递函数、第一电流环解耦控制系数、第二电流环传递函数和第二电流环解耦控制系数；

并根据所述第一电流环传递函数和所述第二电流环解耦控制系数，获得d轴正序电压参考值；根据所述第二电流环传递函数和所述第一电流环解耦控制系数，获得q轴正序电压参考值；

在负序电流内环控制部分，通过所述公共连接点处电流和所述带阻滤波器，获取第三电流环传递函数、第三电流环解耦控制系数、第四电流环传递函数和第四电流环解耦控制系数；

并根据所述第三电流环传递函数和所述第四电流环解耦控制系数，获得d轴负序电压参考值；根据所述第四电流环传递函数和所述第三电流环解耦控制系数，获得q轴负序电压参考值，以实现对所述柔性直流系统的谐振抑制。

作为优选方案，所述带阻滤波器的传递函数为：

其中，G_MRF为所述带阻滤波器的传递函数，f₀为所述带阻滤波器的中心频率，ξ为所述带阻滤波器的阻尼系数。

作为优选方案，所述带阻滤波器的中心频率根据上截频率和下截频率确定。

作为优选方案，所述带阻滤波器的阻尼系数根据上截频率、下截频率和所述中心频率确定。

作为优选方案，所述根据所述第一电流环传递函数和所述第二电流环解耦控制系数，获得d轴正序电压参考值，具体为：

计算所述第一电流环传递函数扣除所述第二电流环解耦控制系数后，通过所述公共连接点处d轴正序电压进行非线性滤波的d轴正序电压参考值；