[发明专利]一种用于柔性直流输电系统孤岛启动的方法

说明书

本发明公开一种柔性直流输电系统孤岛启动的方法，当与柔性直流换流站相连的交流电网区域内无交流电源时，柔性直流换流站需要以孤岛的模式启动运行。该孤岛模式采用双闭环控制，外环控制输出电压幅值和频率，内环控制输出电流。孤岛启动时，柔性直流输电控保系统产生的电压参考波输出幅值大小采用分段的模式，第一段参考波幅值从零或一定值U_x开始，按照速率αkV/s快速升至U_akV，避免输出电压参考波较小时，采样电压和电流误差及谐波含量过大对控制系统的不利影响；第二段按照速率βkV/s升至U_bkV，第三段按照速率γkV/s升至U_ckV，……，第N段按照速率εkV/s升至额定电压U_NkV，从而实现柔性直流输电系统孤岛无扰动、无冲击启动。

技术领域

本发明涉及电力系统柔性直流输电技术领域，具体涉及一种柔性直流输电系统孤岛启动的方法。

背景技术

柔性直流输电采用电压源型换流器，可以独立、快速控制控制系统的有功功率和无功功率，从而提高系统的稳定性，抑制系统频率和电压的波动，提高并网交流系统的稳态性能。

我国沿海岛屿众多，岛屿内部交流电网大部分偏弱，电源输出不稳定。而柔性直流输电在分布式发电并网、孤岛供电、新能源并网、城市配网供电等领域具有较大的优势。为此，国家电网公司和南方电网公司大力推进沿海岛屿的电网建设，其中，国家电网公司建设了浙江舟山五端柔直工程，南方电网公司建设了广东南澳三端柔直工程。当与柔性直流换流站相连的交流电网区域内无交流电源时，柔性直流换流站需要以孤岛的模式启动运行。即当海岛交流电网失去时，若此时柔直换流站未运行，则启动的时候需要以孤岛的方式启动。现有的文章中，多数是讨论柔直系统运行时，如果交流电网失电，柔直系统转为孤岛控制的方法，如《柔性直流输电系统并列转孤岛运行控制切换时限研究》(文安，史文博，中国电机工程学会年会，2014)介绍了系统从交直流并列运行转为孤岛运行时，送端换流站从定有功功率控制转为定频率控制，分析了控制策略切换时限长短对送端系统频率的影响。《柔性直流输电系统的联网和孤岛运行通用控制策略》(管敏渊，张静，电力系统自动化，2015)介绍了交流侧的频率—有功功率的下垂控制和直流侧的有功功率—直流电压的下垂控制,并由此提出了柔性直流输电系统联网和孤岛运行的通用控制策略。现有公开的文献中，未有涉及孤岛启动时的控制方法。

因而，有必要寻找一种适用于孤岛控制时无扰动、无冲击的启动方法，解决海岛交流电网失电时，柔直系统无源启动的问题。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术不足,提供一种用于柔性直流输电系统孤岛启动的方法,可以避免孤岛启动时的大扰动、大冲击，可以有效抑制零电压启动时初始阶段输出电压和电流的高频分量及畸变，保证系统的稳定运行。

为了达成上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种用于柔性直流输电系统孤岛启动的方法，孤岛控制模式先以开环控制方式零电压启动，后采用双闭环控制，或者直接采用双闭环控制，所述双闭环控制的外环控制输出电压幅值和频率，内环控制输出电流，建立稳态电压；其特征在于，柔性直流控制系统产生的电压参考波幅值大小采用分段的模式，至少分为两段，第一段参考波幅值从零或一定值U_x开始，按照速率αkV/s快速升至U_akV，后面的其他分段参考波幅值上升速率相同或者不相同，且均不大于第一段速率α，最后一段参考波幅值最终升至额定电压U_NkV，从而实现柔性直流输电系统孤岛无扰动、无冲击启动；其中，参考波的初始值U_x≤0.4p.u，第一段速率α≥2.0p.u/s。第一阶段电压升至U_a后，作为第二阶段的电压参考波初始值，第二阶段电压升至U_b后，作为第三阶段参考波初始值，且U_x≤U_a≤U_b≤……≤U_N，1.0p.u＝U_NkV。