用于直流换流站的自适应孤岛控制系统、方法及电子设备技术方案

本申请提出了一种用于柔性直流换流站的自适应孤岛控制系统，连接新能源或无源系统，包括：采集转换单元，用于将采集到的柔性直流换流站交流侧的三相电压和三相电流经过abc/dq坐标系转换为dq轴下电压信号和dq轴下电流信号；自适应孤岛控制单元，通过自动切换到不带内环电流控制，因不存在采样控制等延时造成的负阻，能够使系统稳定，避免了因闭环控制引入负阻分量造成的中高频振荡问题，为大规模新能源接入提供更优选方案。能源接入提供更优选方案。能源接入提供更优选方案。

【技术实现步骤摘要】
用于直流换流站的自适应孤岛控制系统、方法及电子设备


[0001]本申请涉及电力系统柔性直流输电
，具体而言，涉及一种用于直流换流站的自适应孤岛控制系统、方法及电子设备。

技术介绍

[0002]为了解决碳排放增加而导致的全球变暖的问题，新能源发电作为一种绿色能源，越来越受到各国政府重视及青睐。风力发电、光伏发电等作为绿色能源越来越受到各国重视，世界各主要国家正在大规模开展包括风电、光伏发电的新能源。
[0003]大规模光伏和风电资源一般远离负荷中心，离负荷中心较近的大规模海上风电资源需要经过电缆传输，如何实现大规模新能源高效高质量地接入电网是目前新能源并网的难点。海上风电虽然离负荷中心近，但因为采用电缆，当风电场距离岸边超过60km，采用传统的交流输出方式使得功率损耗、海域占地、无功补偿等难度逐渐增加，使交流接入优势降低。
[0004]柔性直流传输于其灵活的控制模式，直流传输不产生无功功率、少海域占地成为大规模风电传输的可选选项。
[0005]柔性直流输电连接大规模新能源时，柔性直流采用孤岛控制，目前大部分专利和研究集中在新能源接入柔直的启动和故障穿越，现有柔性直流孤岛控制的主流方案为采用开环和闭环两种控制策略：一方面，采用双闭环控制方案能够有效抑制故障电流，但因内环电流控制的引入将带来中高频振荡，具体地，例如，专利CN201610938897公开双闭环控制方法和文章《柔性直流输电系统振荡现象分析与控制方法综述》描述了中高频振荡现象分析；
[0006]另一方面，如采用开环控制，如论文《柔性直流输电系统的黑启动控制能力研究》和《MMC型柔性直流输电系统无源网络供电的直接电压控制》提出的开环控制模式，但开环控制模式导致电流不可控从而跳闸，不利于新能源传输。
[0007]在所述
技术介绍
部分公开的上述信息仅用于加强对本申请的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

技术实现思路

[0008]本申请提出一种用于直流换流站的自适应孤岛控制系统、方法及电子设备，使得连接新能源的柔直换流站控制系统根据柔性直流输电系统运行状态，自适应地选择采用带内环电流控制模式或者不带内环电流控制模式的自适应孤岛控制方法，通过自动切换到不带内环电流控制，因不存在采样控制等延时造成的负阻，能够使系统稳定，避免了因闭环控制引入负阻分量造成的中高频振荡问题，从而避免中高频振荡风险，也实现了故障状态下故障电流可控。
[0009]根据本申请的一方面，提供一种用于直流换流站的自适应孤岛控制方法，包括采集柔性直流换流站交流侧的三相电压和三相电流经过abc/dq坐标系转换为dq轴下电压信号和dq轴下电流信号；根据接收到电压设定参考值、频率设定参考值、所述dq轴下电压信号
和电流信号、柔性直流换流站交流侧的三相电压信号和三相电流信号通过选择控制模式，产生自适应孤岛控制桥臂参考波。
[0010]根据示例实施例，所述选择控制模式，包括选择带内环电流控制的孤岛控制模式，或者选择不带内环电流控制的孤岛控制模式。
[0011]根据实施例，所述选择带内环电流控制的孤岛控制模式，或者选择不带内环电流控制的孤岛控制模式，包括在启动解锁和空载状态下，当满足系统功率P<Pset1或者电流峰值I
peak
<Iset1或者时，选择运行不带内环电流控制的孤岛控制模式；否则将自动切换到采用带内环电流的孤岛模式，其中，所述P
set1
≤0.1pu，I
set1
≤0.1pu。
[0012]根据示例实施例，所述选择带内环电流控制的孤岛控制模式，或者选择不带内环电流控制的孤岛控制模式，还包括已处于带内环电流控制模块的控制模式下，当检测到网侧电压谐波含量Us_h>Us_hset或者电流谐波含量I_h>Iv_hset时，则自动切换到不带内环电流控制模块的孤岛控制模式，其中，所述Us_hset≥0.01pu，Iv_hset≥0.01pu。
[0013]根据示例实施例，所述选择带内环电流控制的孤岛控制模式，或者不带内环电流控制的孤岛控制模式，还包括已处于不带内环电流控制模块控制下，当检测到网侧零序电压U0>U0_set或网侧电流Is>Is_set或桥臂电流I
b
>I
b
_set时，则自动切换到带内环电流控制控制模块，其中，所述U0_set≥0.05pu，Is_set≥1.15pu，I
b
_set≥1.15pu。
[0014]根据本申请的另一方面，提供一种用于直流换流站的自适应孤岛控制系统，包括：采集转换单元，用于将采集到的柔性直流换流站交流侧的三相电压和三相电流经过abc/dq坐标系转换为dq轴下电压信号和dq轴下电流信号；自适应孤岛控制单元，用于根据接收到电压设定参考值、频率设定参考值、所述dq轴下电压信号和电流信号、所述柔性直流换流站交流侧的三相电压信号和三相电流信号经过所述自适应孤岛控制单元，产生自适应孤岛控制桥臂参考波。
[0015]根据示例实施例，所述的自适应孤岛控制单元，包括带内环电流控制的孤岛控制模块，用于产生dq轴闭环电压参考波；不带内环电流控制的孤岛控制模块，用于产生dq轴开环电压参考波；频率相位控制模块，用于产生同步相位信号供所述采集转换单元的abc/dq坐标系转换及参考波生成模块dq/abc坐标系转换使用；自适应孤岛控制选择模块，用于选择带内环电流控制的孤岛控制模块或者不带内环电流控制的孤岛控制模块；参考波生成模块，用于接收所述频率相位控制模块的同步相位信号转换dq/abc坐标系，以及产生六个桥臂参考波。
[0016]根据示例实施例，所述带内环电流控制的孤岛控制模块，包括将接收所述电压设定参考值、所述dq轴下电压信号和所述dq轴下电流信号转化成dq轴闭环电压参考波的输出信号。
[0017]根据示例实施例，所述不带内环电流控制的孤岛控制模块，包括将所述电压设定参考值和所述dq轴下电压信号转化为dq轴开环电压参考波的输出信号。
[0018]根据示例实施例，所述自适应孤岛控制选择模块，包括将所述柔性直流换流站交流侧的三相电压信号和三相电流信号、所述dq轴闭环电压参考波、所述dq轴开环电压参考波转化成自适应输入参考波电压的输出信号。
[0019]根据示例实施例，所述带内环电流控制的孤岛控制模块和所述不带内环电流控制
的孤岛控制模块两者中的电压外环控制器和电流环控制器，包括PI控制器和/或PR控制器。
[0020]根据本申请的一方面，提出一种电子设备，包括：一个或多个处理器；存储装置，用于存储一个或多个程序；当一个或多个程序被一个或多个处理器执行，使得一个或多个处理器实现如上文的方法。
[0021]根据本申请的技术方案，通过采集转换单元，用于将采集到的柔性直流换流站交流侧的三相电压和三相电流经过abc/dq坐标系转换为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于直流换流站的自适应孤岛控制方法，其特征在于，包括：采集柔性直流换流站交流侧的三相电压和三相电流经过abc/dq坐标系转换为dq轴下电压信号和dq轴下电流信号；根据接收到电压设定参考值、频率设定参考值、所述dq轴下电压信号和电流信号、柔性直流换流站交流侧的三相电压信号和三相电流信号通过选择控制模式，产生自适应孤岛控制桥臂参考波。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述选择控制模式，包括：选择带内环电流控制的孤岛控制模式，或者选择不带内环电流控制的孤岛控制模式。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述选择带内环电流控制的孤岛控制模式，或者选择不带内环电流控制的孤岛控制模式，包括：在启动解锁和空载状态下，当满足系统功率P<Pset1或者电流峰值I
peak
<Iset1或者时，选择运行不带内环电流控制的孤岛控制模式；否则将自动切换到采用带内环电流的孤岛模式，其中，所述P
set1
≤0.1pu，I
set1
≤0.1pu。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述选择带内环电流控制的孤岛控制模式，或者选择不带内环电流控制的孤岛控制模式，还包括：已处于带内环电流控制模块的控制模式下，当检测到网侧电压谐波含量Us_h>Us_hset或者电流谐波含量I_h>Iv_hset时，则自动切换到不带内环电流控制模块的孤岛控制模式，其中，所述Us_hset≥0.01pu，Iv_hset≥0.01pu。5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述选择带内环电流控制的孤岛控制模式，或者不带内环电流控制的孤岛控制模式，还包括：已处于不带内环电流控制模块控制下，当检测到网侧零序电压U0>U0_set或网侧电流Is>Is_set或桥臂电流I
b
>I
b
_set时，则自动切换到带内环电流控制控制模块，其中，所述U0_set≥0.05pu，Is_set≥1.15pu，I
b
_set≥1.15pu。6.一种用于直流换流站的自适应孤岛控制系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：李钢，卢宇，田杰，董云龙，李海英，王柯，殷子寒，肖诗蕾，
申请(专利权)人：南京南瑞继保工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：