[发明专利]一种两端双极MMC—HVDC系统的功率控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种两端双极MMC—HVDC系统的功率控制方法，属于直流输电技 术领域。

背景技术

和伪双极MMC-HVDC系统相比，双极MMC-HVDC系统的一个显著区别是使用双 极拓扑结构。图1所示为双端双极MMC-HVDC系统的拓扑结构简图。每端包含两 个极，双极结构对称。每个极为典型的模块化多电平换流器(MMC)结构，双极串 联的端点使用金属回线与对站连接，构成闭合回路。其中，金属回线与大地相连， 形成地电位参考点。

双极MMC-HVDC系统的运行方式更加灵活。每个极可以独立运行，也可以同 时运行。双极运行方式下，有两种接线方式可以选择：金属回线和大地回线。在 大地回线运行方式下需要使中线电流尽可能最小。

拓扑结构和运行方式的变化，对控制系统提出了新的要求。有功功率和无功 功率的控制策略有所不同。和伪双极MMC-HVDC系统相比，双极MMC-HVDC系统需 要加入双极控制层。有功功率和无功功率的控制与伪双极系统不同，需要考虑有 功功率和无功功率在双极间的分配，站级交流电压控制、极电流平衡控制等相关 问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种两端双极MMC—HVDC系统的功率控制方法，以解 决有功功率和无功功率在双极间的分配、站极交流电压控制和极电流平衡等问 题。

本发明为解决上述技术问题提供了一种两端双极MMC—HVDC系统的功率控制 方法，该控制方法的步骤如下：

1)根据有功功率增量、双极有功功率参考值、有功功率调节量和有功功率 转移值，计算双极有功功率分配量；

2)根据指令选择对应控制方式下双极无功功率分配量的计算方式，计算双 极无功功率分配量；

3)根据得到的双极有功功率分配量和双极无功功率分配量进行功率控制。

所述步骤1)中双极有功功率分配量的计算过程如下：

a.采用频率控制计算有功功率的增量ΔP_F；

b.将设定的双极有功功率参考值BP_Pref与增量ΔP_F进行求和；

c.将BP_Pref与增量ΔP_F和的一半加上来自另一极的有功功率转移值；

d.将步骤c中的结果减去由极电流平衡控制方式得到有功功率调节量的一半 ΔP_EL，所得结果即为双极有功功率分配量。

所述步骤2)中的控制方式包括电压控制方式和功率控制方式。

所述电压控制方式下双极无功功率分配量的计算过程为：将交流电压参考值 Uac_ref与实测值Uac的差值进行PI调节器；然后按照过负荷限制限幅；将限幅 后的结果平均分配到两极，分配的结果即为所求的双极无功功率分配量。

所述功率控制方式下双极无功功率分配量的计算过程如下：

A.采用交流电压异常控制方式计算无功功率的增量ΔQ_Uac；

B.将设定的双极无功功率参考值BP_Qref与ΔQ_Uac进行求和；

C.将BP_Qref与ΔQ_Uac和的一半加上来自另一极的无功功率转移值即为该 极的无功功率分配量。

所述步骤c中的有功功率转移值是根据两级的运行状态确定，当一极处于单 极功率控制模式时，该极的有功功率转移值为双极平均分配的有功功率减去该极 的实际有功功率；当一极处于双极功率控制模式时，该极的有功功率转移值为双 极平均分配的有功功率减去受限制后的值。

所述步骤C中的无功功率转移值根据两级的运行状态确定，当一极处于单极 功率控制模式，该极的有功功率转移值为双极平均分配的无功功率减去该极的实 际无功功率；当一极处于双极功率控制模式，该极的有功功率转移值为双极平均 分配的无功功率减去受限制后的值。

所述步骤A中增量ΔQ_Uac是将交流电压上下限限制值与交流电压测量值的 差值进行PI调节得到。

所述步骤a中的有功功率的增量ΔP_F是将实测频率值与频率参考值的差值进 行PI调节得到。

所述步骤d中有功功率调节量是将双极中性线中的电流I_EL实测值经过 一个死区模块处理后再经PI调节得到。