[发明专利]海上分频输电系统控制方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及电力电子控制领域，具体涉及到一种海上分频输电系统控制方法及装置。

背景技术

随着风力发电技术的发展及应用，风电场的规模日趋大型化。由于受到土地资源、风能资源等限制，大型风电场多选址在远离电力节点的偏远地区或者海上，远距离大容量海上风电将成为风力发电未来发展的方向。基于分频输电技术的海上输电系统具有传送容量大，经济效益高等优点。

传统的分频输电系统变频装置为基于闸晶管的周波变换装置，其原理是通过给定输出曲线与以预先曲线相交，在交点处产生个晶闸管的触发脉冲，在改变给定的输出曲线的频率和幅值时，可以控制输出电压的频率和大小，其缺点为输入功率因数较低，谐波电流较大，输出频率小于1/2工频，导致其频率变化范围小，可适应的分频输电范围较小。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提高分频输电的输出功率因数。

为此，根据第一方面，本发明实施例提供了一种海上分频输电系统控制方法，该方法用于控制基于H桥级联结构的模块化多电平矩阵变换器的分频输电系统，可以包括以下步骤：获取换流站两侧第一电能参数，换流站由H桥级联结构的模块化多电平矩阵变换器组成，第一电能参数包括：有功功率、无功功率和/或有功电流/电压、无功电流/电压；利用电能指定值对第一电能参数进行外环控制得到用于对换流站进行内环控制的参考参数；根据参考参数对第一电能参数进行内环控制得到换流站中的换流阀的脉冲触发信号，以控制换流阀输出趋近电能指定值的第二电能参数。

可选地，有功功率包括工频侧有功功率和低频侧有功功率，无功功率包括工频侧无功功率和低频侧无功功率，有功电流/电压包括工频侧有功电流/电压和低频侧有功电流/电压，无功电流/电压包括低频侧无功电流/电压、工频侧无功电流/电压。

可选地，参考参数包括低频侧有功电流/电压参考参数和低频侧无功电流/电压参考参数，或者，工频侧无功电流/电压参考参数；利用电能指定值对第一电能参数进行外环控制得到用于对换流站进行内环控制的参考参数包括：获取低频侧三相电压和/或三相电流；对低频侧三相电压和/或三相电流进行旋转坐标变换得到旋转坐标系下低频侧两轴电压和/或电流；利用电能指定值对低频侧两相坐标系电压和/或电流进行外环控制得到低频侧有功电流/电压参考参数和低频侧无功电流/电压参考参数；或者，获取工频侧三相电压和/或三相电流；对工频侧三相电压和/或三相电流进行旋转坐标变换得到旋转坐标系下工频侧两轴电压和/或电流；利用电能指定值对工频侧两相坐标系电压和/或电流进行外环控制得到工频侧无功电流/电压参考参数。

可选地，参考参数还包括工频侧有功电流/电压参考参数；利用电能指定值对第一电能参数进行外环控制得到用于对换流站进行内环控制的参考参数还包括：获取换流站的桥臂电容电压；利用直流侧电压给定值对桥臂电容电压进行比例积分控制得到工频侧有功电流/电压参考参数。

可选地，根据参考参数对第一电能参数进行内环控制得到换流阀的脉冲触发信号包括：根据工频侧有功参考电流和工频侧无功参考电流对分别对工频侧有功电能参数和工频侧无功电能参数进行电流解耦控制，得到第一触发信号；根据低频侧有功参考电流和低频侧无功参考电流分别对低频侧有功电能参数和低频侧无功电能参数进行比例节分调节，得到第二触发信号；将第一触发信号和第二触发信号进行载波移相得到脉冲触发信号。

根据第二方面，本发明实施例提供了一种海上分频输电系统控制装置，该装置用于控制基于H桥级联结构的模块化多电平矩阵变换器的分频输电系统，包括：获取模块，用于获取换流站两侧第一电能参数，换流站由H桥级联结构的模块化多电平矩阵变换器组成，第一电能参数包括：有功功率、无功功率和/或有功电流/电压、无功电流/电压；外环控制模块，用于利用电能指定值对第一电能参数进行外环控制得到用于对换流站进行内环控制的参考参数；内环控制模块，用于根据参考参数对第一电能参数进行内环控制得到换流站中的换流阀的脉冲触发信号，以控制换流阀输出趋近电能指定值的第二电能参数。

可选地，有功功率包括工频侧有功功率和低频侧有功功率，无功功率包括工频侧无功功率和低频侧无功功率，有功电流/电压包括工频侧有功电流/电压和低频侧有功电流/电压，无功电流/电压包括低频侧无功电流/电压、工频侧无功电流/电压。