[发明专利]稳定性提升及过电流限制的VSC-HVDC的控制方法

权利要求书

1.一种兼具稳定性提升及过电流限制的VSC-HVDC的控制方法，其中，VSC-HVDC包括VSC换流器的锁相环、电流矢量控制中的外环控制器以及内环控制器，其特征在于，d轴内环电流控制包括同步环节和阻尼环节，用以产生VSC换流器出口侧电压的相角信号；q轴内环电流控制采用下垂控制环节得到VSC换流器出口侧电压的幅值信号，在交流故障工况下切换VSC换流器出口侧电压的幅值和相角信号。

2.根据权利要求1所述的兼具稳定性提升及过电流限制的VSC-HVDC的控制方法，其特征在于：将锁相环输出相角作为VSC换流器出口侧电压的相角信号，根据所期望换流器输出的无功功率和母线电压的关系得到VSC换流器出口侧电压的幅值信号。

3.根据权利要求1或2所述的兼具稳定性提升及过电流限制的VSC-HVDC的控制方法，其特征在于，通过d轴内环电流控制中的同步环节得到同步分量：

C_syn＝K_s(i_dref-i_d)

其中，K_s定义为同步系数，i_dref由外环控制器得到的d轴电流指令值，i_d为换流器出口电流的d轴分量。

4.根据权利要求3所述的兼具稳定性提升及过电流限制的VSC-HVDC的控制方法，其特征在于，通过d轴内环电流控制中的阻尼环节得到阻尼分量：

C_dam＝K_d(ω₀-ω₁)

其中，K_d定义为阻尼系数，ω₀为额定角频率，ω₁为输出角频率。

5.根据权利要求4所述的兼具稳定性提升及过电流限制的VSC-HVDC的控制方法，其特征在于，输出角频率由同步分量和阻尼分量计算得到：

其中，s表示微分算子。

6.根据权利要求5所述的兼具稳定性提升及过电流限制的VSC-HVDC的控制方法，其特征在于，由输出角频率得到VSC换流器出口侧电压的相角信号：

7.根据权利要求1或2所述的兼具稳定性提升及过电流限制的VSC-HVDC的控制方法，其特征在于，VSC换流器出口侧电压的幅值信号由q轴内环电流控制采用下垂控制环节得到：

E_nom＝E₀+K_q(i_qref-i_q0)

其中，K_q定义为下垂系数，E₀为额定运行状态下VSC换流器出口侧电压幅值，i_qref为由外环控制器得到的q轴电流指令值，i_q0为额定运行状态下VSC换流器出口电流q轴分量。

8.根据权利要求1或2所述的兼具稳定性提升及过电流限制的VSC-HVDC的控制方法，其特征在于，在交流故障工况下将锁相环输出相角作为VSC换流器出口侧电压的相角信号，即：

δ_fal＝θ_PLL

其中，θ_PLL为锁相环输出相角。

9.根据权利要求1或2所述的兼具稳定性提升及过电流限制的VSC-HVDC的控制方法，其特征在于，在交流故障工况下根据所期望换流器输出的无功功率和母线电压的关系得到VSC换流器出口侧电压的幅值信号：

其中，U_t为交流母线电压，X为变压器漏抗，Q为交流故障下所期望换流器输出的无功功率。