[发明专利]用于多端柔性直流系统的附加阻尼内环控制方法及控制器

说明书

本发明涉及一种用于多端柔性直流系统的附加阻尼内环控制方法及控制器，包括以下步骤：步骤1、从换流站交流母线电压中通过锁相环节得到系统中的模态偏差信号；步骤2、对步骤1提取的同时包含有各频率信息和相位信息的模态偏差信号进行滤波后，在各频率信号中提取出次同步频率信号；步骤3、基于步骤2提取的各频率信号中次同步频率信号，分别对每个次同步模态分量在经过交直流系统时所发生的相位改变的大小进行相位补偿；步骤4、将步骤3中相位补偿环节后的信号叠加到换流器的控制系统中。本发明能够能够同时适用于多端柔性直流系统和传统的双端柔性直流系统。

技术领域

本发明属于电力系统稳定控制技术领域，涉及用于柔性直流系统的附加阻尼内环控制方法及控制器，尤其是一种用于多端柔性直流系统的附加阻尼内环控制方法及控制器。

背景技术

目前，电力系统次同步振荡(Sub-synchronous Oscillation，SSO)是一种非常严重的电网稳定性问题，可能会导致发电机大轴的损坏。近年来，柔性直流输配电技术迅速发展，电网环境日益复杂，系统发生SSO的风险增加。

经检索发现，如下两篇文献：

文献“VSC_HVDC多通道附加阻尼控制器抑制次同步振荡(电力自动化设备2011年31卷9期)”披露了一种基于电压源型换流器的附加次同步阻尼控制器的设计思路。该附加次同步阻尼控制器采用多通道、窄频带的滤波和相位补偿，次同步抑制信号通过外环控制器附加到直流系统中。

文献“VSC_HVDC抑制串补引起的次同步振荡研究(华东电力2011年39卷4期)”披露了一种在VSC-HVDC系统中配置混合阻尼控制器用于抑制SSO的方法。该方法的实质还是将附加抑制信号附加到换流器的外环控制环节，只不过其在有功控制类和无功控制类上都加入了附加抑制信号。

上述两种方法运用在电压源型换流器中的附加阻尼控制器对两端交直流混合系统能有效适用，但不能满足多端系统运行方式切换时抑制SSO的要求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种设计合理、通用性强且能够同时适用于多端柔性直流系统和传统的双端柔性直流系统的附加阻尼内环控制方法及控制器。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种用于多端柔性直流系统的附加阻尼内环控制方法，包括以下步骤：

步骤1、从换流站交流母线电压中通过锁相环节得到系统中的模态偏差信号；

步骤2、对步骤1提取的同时包含有各频率信息和相位信息的模态偏差信号进行滤波后，在各频率信号中提取出次同步频率信号；

步骤3、基于步骤2提取的各频率信号中次同步频率信号，分别对每个次同步模态分量在经过交直流系统时所发生的相位改变的大小进行相位补偿；

步骤4、将步骤3中相位补偿环节后的信号叠加到换流器的控制系统中；

而且，所述步骤1的具体步骤包括：

(1)首先将交流电压信号进行锁相，提取出因系统振荡导致的相位的偏差情况；

首先进行αβ变换，将三相电压信号从三相静止坐标系到两相静止坐标系

式中，U_α、U_β为经过αβ变换的电压信号，U_a、U_b、U_c为母线ABC三相的电压信号。

(2)计算出U_α、U_β后，进行锁相计算，得出此时系统的转速ω；