[发明专利]一种并联换流器系统的控制系统及控制方法

说明书

本发明公开了一种并联换流器系统的控制方法和系统，包含公共的交流电压控制器和每个换流器独立的电流控制器，交流电压控制器产生有功电流、无功电流和系统电压相位参考值并通过通讯送至每个孤岛控制模式的换流器的电流控制器作为换流器控制信号，每个换流器的输出有功和无功电流跟随相应的电流参考值，实现并联换流器系统共同控制交流母线电压的幅值和频率的控制目标。该方法和系统可靠性高,可有效保证多个换流器的同步。

技术领域

本发明属于电力系统柔性直流输电技术领域，具体涉及一种并联换流器系统的控制系统及控制方法。

背景技术

柔性直流输电技术可以更有效地实现大范围新能源并网，能够保证新能源高效汇集，灵活传递及分散消纳。在通过高电压大容量柔性直流系统汇集新能源时，从提高可靠性角度，一般由多个换流器并联，在一个换流器故障后可由其他换流器转带部分功率，减少功率损失。较常见的采用双极拓扑，由电压源型换流器并联在相同或相连交流母线上。

当柔直电网接入新能源孤岛系统时，换流器应向孤岛网络供给稳定的交流电压，此时柔性直流系统的总功率有新能源孤岛系统决定。在多个换流器并联接入含新能源的孤岛系统时，除了需要考虑向孤岛网络供给稳定的交流电压外，还需要考虑多个换流器间的协调控制，如如何正常时多个换流器传输均衡的功率、或者按照设定的比例传输功率，以及在换流器过负荷时限制换流器的最大功率等。

为了实现多个换流器并联将大容量新能源通过孤岛接入方式送出，需要采用多换流器并联孤岛控制方法和系统，实现对多个换流器的协调控制。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种并联换流器系统的孤岛控制方法和系统，该方法采用公共的交流电压控制控制器产生多个换流器的电流控制参考信号，实现孤岛电网交流电压控制以及多个并联换流器间功率分配以及功率限制。

为了达成上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种并联换流器系统的控制方法，所述并联换流器系统包含至少两个并联的电压源型换流器，这些换流器并联在相同或相连交流母线上，所述并联换流器系统至少包括一个运行在孤岛控制模式的换流器，所述控制方法包括如下步骤：

1)根据频率参考值F_ref计算系统电压相位参考值θ_ref；

2)采集交流母线上的母线电压；

3)处理采集到的母线电压以得到有功电流参考值I_dref和无功电流参考值I_qref，所述的有功电流参考值I_dref和无功电流参考值I_qref由母线电压有效值参考值和系统电压相位参考值θ_ref唯一决定；

4)将有功电流参考值I_dref、无功电流参考值I_qref和系统电压相位参考值θ_ref作为换流器控制信号输出至每个孤岛控制模式的换流器；

5)对于任一孤岛控制模式的换流器，根据接收到的控制信号，控制该换流器的有功电流跟随有功电流参考值I_dref且无功电流跟随无功电流参考值I_qref；

所述孤岛控制模式的换流器以控制交流母线电压的幅值和频率为控制目标。

上述的一种并联换流器系统的控制方法，所述频率参考值F_ref为系统额定频率F_n，或者为F_ref＝F_n+K_f(P_ref-P),其中K_f为比例系数，取值范围为-100至100，P_ref为并联换流器总有功功率参考值，P为实际的并联换流器总有功功率。