[发明专利]一种适用于多端背靠背柔直的控制方法

说明书

本发明公开了一种适用于多端背靠背柔直的控制方法，多端背靠背柔直系统包括4个换流器，多端背靠背柔直系统中各换流器的控制方法包括以下过程：其中一个换流器的外环控制器采用定直流电压控制并配合无功功率控制输出电流参考信号，另外换流器的外环控制器采用无功功率控制和有功功率控制相结合输出电流参考信号；各换流器通过无差拍直接功率控制得到输出调制波信号，经过信号调制输出信号控制换流器的关断和开通，从而实现有功和无功功率的控制。本发明通过换流站本地控制中采用无差拍直接功率控制，提高了功率响应的速度和控制精度。

技术领域

本发明属于柔性直流输电技术领域，具体涉及一种适用于多端背靠背柔直的控制方法。

背景技术

欧洲计划大幅扩大可再生能源的份额，以供应其电力消耗。这不仅包括分布式发电机的部署，还包括大量海上风能(主要来自北海)和来自地中海周边国家的太阳能的整合。这种情况需要一个鲁棒性强的输电系统，其特点包括：远距离输电、强大的跨界互联、长电缆(通常是海底电缆)，由此可知高压直流(HVDC)传输技术长期以来被认为是克服长电缆或异步连接等困难的最佳选择，因此，正在建立或考虑新的点对点链路正在实施。此外，欧洲多终端高压直流电网(或“超级电网”)的建设也有了详细的计划。

电压源换流器高压直流(VSC-HVDC)技术与传统的线路换流器(LCC)高压直流技术相比，在多终端系统中具有明显的优势。但柔性直流输电仍有许多问题亟待解决的是：

1)具有直流短路故障电流清除能力的电压源换流器拓扑结构；

2)高压直流断路器技术；

3)直流电网运行的基础理论及控制保护技术。

还存在VSC-HVDC系统直流母线电压波动、进而引发系统不稳定等严重问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供了一种适用于多端背靠背柔直的控制方法，解决了多端VSC-HVDC系统直流母线电压波动、进而引发系统不稳定的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种适用于多端背靠背柔直的控制方法，其特征是，多端背靠背柔直系统包括4个换流器，各换流器直流侧并联于同一直流母线，各换流器交流侧分别与配电网各馈线相连，多端背靠背柔直系统中各换流器的控制方法包括以下过程：

S1，获取换流器与交流系统之间在αβ轴上交换的有功和无功功率；

S2，其中一个换流器的外环控制器采用定直流电压控制并配合无功功率控制输出电流参考信号，另外换流器的外环控制器采用无功功率控制和有功功率控制相结合输出电流参考信号；

S3，各换流器通过无差拍直接功率控制得到输出调制波信号，经过信号调制输出信号控制换流器的关断和开通，从而实现有功和无功功率的控制。

进一步的，换流器与交流系统之间在αβ轴上交换的有功功率P_s和无功功率Q_s如下：

其中u_sα，u_sβ是三相交流电压在αβ坐标系下的分量，i_sα，i_sβ是三相交流电流在αβ坐标系下的分量。

进一步的，其中一个换流器的外环控制器采用定直流电压控制并配合无功功率控制输出电流参考信号的具体过程包括：

将直流电压的实际值U_dc与给定值U_dref相减得到电压的误差值经过PI调节得到电流d轴的电流参考值；将无功功率的实际值Q与给定值Q_ref相减得到功率的误差值经过PI调节得到电流q轴的电流参考值。

进一步的，另外换流器的外环控制器采用无功功率控制和有功功率控制相结合输出电流参考信号的具体过程包括：