[发明专利]用于柔直系统高频振荡控制的锁相环相位补偿方法及系统

说明书

本发明涉及一种用于柔直系统高频振荡控制的锁相环相位补偿方法及系统，其包括以下步骤：对预先获取的静止坐标系下电网实际电压信号及实际电流信号进行预处理后，进行abc/dq坐标变换，生成旋转坐标系下的电网电流测量信号向量以及电网电压测量信号向量；将旋转坐标系下的电网电流测量信号向量以及电网电压测量信号向量输入到柔直变流器电流内环控制器，得到旋转坐标系下的电压参考信号；根据柔直系统中待抑制高频振荡的频率范围，确定相角补偿值，基于确定的相角补偿值对旋转坐标系下的电压参考信号进行dq/abc变换，生成静止坐标系下的电压信号。本发明可以广泛应用于电力系统稳定性分析技术领域。

技术领域

本发明涉及电力系统稳定性分析技术领域，特别涉及一种用于柔直系统高频振荡控制的锁相环相位补偿方法及系统。

背景技术

柔性直流输电系统(简称柔直系统)在大规模、远距离输电系统中应用广泛。随着其中电力电子设备的增加，与柔直变流器相关的振荡问题也逐渐凸显。例如，在云南鲁西柔直工程中的1270Hz的高频振荡现象以及渝鄂柔直工程中的1810Hz的高频振荡现象，严重影响了柔直系统的稳定运行。

国内外对于高频振荡的研究尚在起步阶段，针对此类高频振荡的控制方法多集中在优化振荡频率附近阻抗，增大高频振荡阻尼，通过添加附加阻尼控制器的方法来实现高频振荡的控制。此类方法对于系统透明度要求较高，需要根据柔直系统的控制拓扑设计合适的附加阻尼控制器，当系统结构复杂、控制器环节多的情况下，设计困难大。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种用于柔直系统高频振荡控制的锁相环相位补偿方法及系统，通过在锁相环中添加相位补偿，可以优化柔直变流器高频阻抗特性，从而控制高频振荡。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

本发明的第一个方面，是提供一种用于柔直系统高频振荡控制的锁相环相位补偿方法，其包括以下步骤：

1)基于预处理后的静止坐标系下电网实际电压信号及实际电流信号，进行abc/dq坐标变换，生成旋转坐标系下的电网电流测量信号向量I_dq以及电网电压测量信号向量U_dq；

2)将旋转坐标系下的电网电流测量信号向量I_dq以及电网电压测量信号向量U_dq输入到柔直变流器电流内环控制器，得到旋转坐标系下的电压参考信号U'_dq；

3)根据柔直系统中待抑制高频振荡的频率范围，确定相角补偿值，基于确定的相角补偿值对旋转坐标系下的电压参考信号U'_dq进行dq/abc变换，生成静止坐标系下的电压信号U'_abc，实现柔直系统高频振荡控制。

进一步，所述步骤1)中，得到旋转坐标系下的电网电流测量信号向量I_dq以及电网电压测量信号向量U_dq的方法，包括以下步骤：

1.1)基于现场数据或者设计要求，根据柔直变流器的控制策略及控制参数，获取锁相环相角输出以及静止坐标系下的电网实际电压信号和电流信号；

1.2)基于获取的静止坐标系下电网实际电压信号及实际电流信号，考虑电网电压电流的测量过程以及延时过程，得到静止坐标系下的电网电压测量信号向量以及电网电流测量信号向量

1.3)对静止坐标系下的电网电压测量信号以及电网电流测量信号进行abc/dq变换，生成旋转坐标系下的电网电流测量信号向量I_dq以及电网电压测量信号向量U_dq。

进一步，所述步骤1.2)中，静止坐标系下的电网电压测量信号向量以及电网电流测量信号向量表示为：