[发明专利]一种应用于电压源换流器的不平衡电压方法及系统

说明书

技术领域

本发明属于电力系统柔性输电领域，具体涉及一种电压源换流站不平衡控制方法及系统。

背景技术

现代交流配电网中，一方面大城市负荷密度不断增大，输配电网规模的不断扩大，受制于短路容量、电磁环网等问题，配电网一般采用高压分区、中压开环的运行方式，导致系统设备利用率低，可靠性下降，另一方面客户对供电可靠性、电能质量的要求再不断提高，大型城市中敏感负荷逐渐增大，短时供电中断也会带来较大的经济损失甚至严重的社会影响。柔性直流输电采用电压源换流器，可以独立调节有功和无功的传输，柔性直流技术是解决现有配电网存在问题的有效手段之一，柔性直流输电可以在不增加短路容量的情况下实现交流电网互联，实现交流电网合环运行，提高电网运行可靠性、提升电能质量和电网运行效率。

基于柔性直流输配电的交直流互联电网是电网发展的趋势之一，基于模块化多电平技术的发展，解决了困扰基于两电平柔性直流输电发展的均压问题和损耗大问题，同时降低了交流系统谐波，使无变压器连接连接交流系统成为一种可能。从而使换流站总体投资及体积减少成为可能。

不管有无变压器，对于不接地、高阻或经消弧线圈接地换流站，换流站一站发生非对称故障时，例如单相接地故障，故障站将会产生零序电压，基于目前不平衡控制方法是不对零序电压进行控制的，Song Hong-Seok等人的“Dual current control scheme for PWM converter under unbalance input voltage conditions”(IEEE Transcation on Industial

Electronics.1999,46(5):953-959)针对不对称故障，分别进行负序电压前馈和双序电流内环控制，但只能抑制负序电流。陈海荣博士论文“交流系统故障时VSC-HVDC系统的控制与保护策略研究”正负序不对称故障进行了详细的推导，在采用双序电流环的基础上，负序电流的参考值又分抑制交流侧负序和抑制直流侧二倍频，但这两个目标不能同时实现。以上推到计算只针对负序进行控制，而对于 本站故障时零序电压传导到对站，抑制非故障站零序电压并未进行分析研究。

周京华等人申请的“一种基于零序电压注入的三电平中点电位平衡控制方法”专利(申请号201010100682.5)针对三电平直流电容中性点电压波动，通过采集直流母线侧两电容电压计算中性点电压是否平衡，通过多载波PWM调制策略下的矢量控制时三相电流与中性点电流关系，选择零序电压正负注入到三相调制波，实现控制中性点电位平衡专利，其方法及策略只针对三电平拓扑及采用PWM调制控制算法引起的直流电容电压中性点不平衡问题，不能解决交流系统发生不对称故障产生电压传导到对侧问题，具体见图3所示。

为了解决零序电压通过故障换流站传导到对侧换流站问题，充分发挥电压源换流站隔离交流故障能力，推动柔性直流输电向无变压器输配电网系统的应用，需要一种新的基于电压源换流器输配电技术的交流系统不对称故障不平衡电压的控制方法。

发明内容

本发明的目的，在于提供适用于电压源换流器输配电技术的交流系统不对称故障不平衡电压的控制方法及系统,简单实用、可靠性高，可以快速、精确的抑制交流零序电压通过电压源换流器传导到对侧交流系统，实现非故障站交流系统电压电流的不受故障站的影响。

为了达到上述目的，本发明的解决方案是：

一种应用于电压源换流器的不平衡电压控制方法，零序电压检测控制生成的零序电压参考值Uoref叠加在由外环功率控制和内环电流控制产生的电压参考波Uref上，生成新的电压参考波Uref_new，换流阀根据新的新的电压参考波输出相应的相应电压达到非故障站输出交流电压为对称正常电压目的。

上述的应用于电压源换流器的不平衡电压控制方法，零序电压控制生成零序电压参考值具体指：根据实测交流电压或直流电压，计算得到零序交流电压Uo，零序电压经过选择器后进行低通或带通滤波，得到零序交流电压参考值Uoref。

上述的应用于电压源换流器的不平衡电压控制方法，外环功率控制和内环电流控制生成的三相交流电压参考波Uref减去零序电压参考值Uoref，得到新的电压参考波Uref_new。

上述的应用于电压源换流器的不平衡电压控制方法，根据交流电压计算零序电压方法为三相交流电压相加除于三，根据直流电压计算零序电压方法正负极电 压相加除于二。