[发明专利]一种柔直换流阀孤岛和联网模式在线平滑切换方法

说明书

一种柔直换流阀孤岛和联网模式在线平滑切换方法，一种柔直换流阀孤岛和联网模式在线平滑切换方法，包括有功指令切换模块、无功指令切换模块、功率控制模块、电压控制模块和电流控制模块。有功功率指令切换模块输出端和无功指令切换模块输出端分别与功率控制模块的有功给定输入端和无功给定输入端相连接，功率控制模块的输出端与电压控制模块的输入端和有功指令切换模块的输入端相连，电压控制模块的输出端分别与电网前馈电流相加后经限幅环节后与电流控制模块输入端连接，电流控制模块输出换流阀最终的dq轴电压调制信号。能够提高柔直换流阀在孤岛和联网运行模式切换过程的稳定性。

技术领域

本发明涉及柔性直流输电换流阀控制技术领域，特别涉及一种柔直换流阀孤岛和联网模式在线平滑切换方法。

背景技术

柔性直流输电换流阀已广泛应用于电网异步互联、风电等大规模新能源并网等领域，换流阀通常采用模块化多电平结构，多个功率模块串联组成换流阀1个桥臂，换流阀6个桥臂对称，每个功率模块由全控型功率器件(IGBT，IEGT)以半桥或全桥型式连接组成。柔性直流输电换流阀能够连接弱交流系统、向无源网络供电、提高风电等新能源接入电网的穿透功率等。随着柔性直流输电技术的不断进步，目前柔直技术已向多端系统发展，多个换流站并联与同一直流母线，如南澳的三端柔直系统等，各端换流站相互协调运行，具备多种控制方式和运行方案，包括纯直流线路运行、交流线路和直流线路并联运行，双端运行、三端运行等等。根据不同运行需求，需要换流站实现在线控制方式的切换，如在交-直流线路并联运行时交流系统故障断开，则换流阀脱离电网需要自动转换为孤岛运行方式，相反，交流系统恢复，换流阀需要再次联网运行。

在孤岛和联网运行切换过程中，需要网侧交流开关和换流阀控制方式转换密切配合，但实际工程中交流断路器合闸时刻和控制模式转换等过程均存在延时和不确定性，系统切换过程中通常存在较大扰动导致系统运行方式切换失败而跳闸，影响系统稳定性。对此文献“MMC-HVDC联网及孤岛运行状态转换策略”提出了一种双闭环下垂控制器，利用有功功率-频率的下垂特性得到电网同步相位，无需控制模式切换实现联网转孤岛网的统一控制结构，但在联网至孤岛的切换过程中，换流阀交流侧与电网断开，并网功率瞬间将减为零。换流阀输出功率不变，因而负载电压和频率会因为功率的不平衡而发生突变，切换时可能导致输出电压波动，影响负载供电质量。可进一步改进控制控制模式转换方法。

发明内容

为了解决背景技术中的技术问题，本发明提供一种柔直换流阀孤岛和联网模式在线平滑切换方法，能够提高柔直换流阀在孤岛和联网运行模式切换过程的稳定性。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种柔直换流阀孤岛和联网模式在线平滑切换方法，所述方法包括：有功指令切换模块、无功指令切换模块、功率控制模块、电压控制模块和电流控制模块；有功指令切换模块输出端的第二有功给定信号P_ref2和无功指令切换模块输出端的第二无功给定信号Q_ref2分别与功率控制模块的有功给定输入端P_ref和无功给定输入端Q_ref相连接，功率控制模块的输出端的d轴电压给定信号U_dref和q轴电压给定信号U_qref与电压控制模块的输入端连接，同步相位计算值θ_cal与有功指令的切换模块的输入端相连，电压控制模块的输出端的第一d轴电流给定信号I_dref1和第一q轴电流给定信号I_qref1分别与电网前馈电流I_gd和I_gq相加后经限幅一和限幅二后与电流控制模块输入端I_dref2和I_qref2连接，电流控制模块输出换流阀最终的d、q轴电压调制信号V_dref和V_qref。