[发明专利]一种直流换流站多控制方式无扰动切换方法

摘要

本发明公开了属于电力系统输电控制技术领域的一种直流换流站多控制方式无扰动切换方法。无扰动切换控制方式是指多种控制方式共存于同一换流站，当切换指令发出后，能够无扰动地切换到另外一种控制方式；具体包括选定换流器处于运行状态的控制方式，并初始化未参与控制的另一控制方式和对发生的故障类型进行判断,选择最适宜的控制方式，本发明实现了一个换流器中不同控制方式的无扰动切换，多控制方式并存换流器中的多个控制方式之间不会相互影响，并且切换的过程只要几毫秒，几乎不会对系统产生不利影响；其控制效果与单一控制方式换流器的控制效果相一致，从而提升了换流器对多种故障情况的适应能力，提高了电力系统的稳定性。

主权项

1.一种直流换流站多控制方式无扰动切换方法，其特征在于，无扰动切换控制方式是指多种控制方式共存于同一换流站，在某一时刻仅有一种控制方式处于运行状态，其余控制方式处于初始化状态，不参与控制，当切换指令发出后，能够无扰动地切换到另外一种控制方式；无扰动切换控制方式具体包括如下步骤：步骤一，选定换流站处于运行状态的控制方式，并初始化未参与控制的另一控制方式：(1)若选定功率同步控制方式处于运行状态，初始化矢量控制方式；稳态时换流站处于功率同步控制方式，矢量控制方式利用外部参数进行初始化；用于矢量控制方式的初始化流程中始终有：其中，为交直流连接线路上的电抗；I_q分别为q轴电流参考值和实际值；I_d分别为d轴电流参考值和实际值；为角频率的参考值；V_q0为交流侧PCC点的q轴电压；V_d0为交流侧公共耦合PCC点的d轴电压；V_cq为换流站侧的q轴电压；V_cd为换流站侧的d轴电压；V_ac分别为交流侧电压参考值和实际值；P_ref、P分别为有功功率参考值和实际值；和来源于功率同步控制方式的输出，I_d,I_q,V_do,V_qo,V_ac,P来自于系统测量，和是频率下换流站侧交流电压的d、q轴分量，是系统的控制参数；和是频率下换流站侧交流电压的d、q轴分量，用于矢量控制方式的初始化；从功率同步控制方式切换到矢量控制方式的瞬间有:切换瞬间造成的扰动为0，进而实现了从功率同步控制方式向矢量控制方式的无扰动切换；(2)若选定矢量控制方式处于运行状态，初始化功率同步控制方式；稳态时换流站处于矢量控制方式，功率同步控制方式利用外部参数进行初始化；显然在和时，无法求得Δθ、和的初始值，无法对其进行初始化，为此增加一个积分环节，对功率同步控制方式进行改进设计，验证改进后的控制方式在稳态时Δθ＝0，式(3)变为：其中，V₀、ΔV分别为交流侧电压的初始值和改变值；V₀为设定值，取为1；为角频率的参考值；θ₀为交流侧电压角度的初始值；Δθ为换流站侧交流电压角度的实际值与初始值之差，其中，和来源于矢量控制方式的输出，即有和I_d,I_q,V_do,V_qo,V_ac,P来源于系统测量，其中V_cd和V_cq既为系统的控制参数，又参与功率同步控制方式的初始化；从矢量控制方式切换到功率同步控制方式的瞬间有：切换瞬间造成的扰动为0，从而实现了矢量控制方式向功率同步控制方式的无扰动切换；步骤二，对发生的故障类型进行判断,选择最适宜的控制方式，矢量控制方式对于直流侧故障具有较好的适应性，功率同步控制方式对于交流侧故障具有较好的适应性；依据不同的故障类型，对换流站的控制方式是否需要进行切换进行合理的判断。