【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电力工程和控制自动化，特别涉及面向常规直流系统主动频率支撑控制领域，更具体的说是涉及一种面向异步互联电力系统准同频运行的常规直流系统协调频率控制方法。
技术介绍
1、随着新能源装机的快速增长，以及电网由大同步电网向异步互联电网的架构转变，使得电力系统逐步呈现“低惯量+调频资源匮乏”的特性，频率安全问题日益凸显。作为分区电网的重要电源或负荷，互联直流通过其灵活功率调制能力，可表现出具有频率支撑特性的受控电源或负荷特性，实现对异步互联系统的频率支撑。在现有高压直流输电(highvoltage direct current)技术中，基于电网换相换流器(line commutatedconverter，lcc)的hvdc凭借其大容量、过载能力强的特点，使其适用于异步互联系统的频率控制。
2、但是，目前常规直流频率支撑多面向大扰动场景下的紧急频率支援，未能实现异步互联系统正常运行情况下连续频率调节控制，难以满足异步互联系统在正常运行工况下需呈现为大同步电网特性的实际运行需求。
3、因此，如何克服“1)目前常规直流系统多按照调度计划“僵硬刚性”运行，或仅面向大扰动场景下的紧急频率支撑，无法实现正常运行工况下的连续频率调节；2)现有基于逆变器直流电压-交流频率下垂控制的频率信息传递方法对于常规直流系统故障恢复响应的负面影响”，是本领域技术人员亟需解决的技术问题。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供了一种面向异步互联电力系统准同频运行的常规直流系统协调
2、为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种面向异步互联电力系统准同频运行的常规直流系统协调频率控制方法，包括：无需站间通信的频率控制方法、基于改进型低压限流控制的频率控制旁路方法；具体地：
4、无需站间通信的频率控制方法：利用逆变侧直流电压控制附加直流电压-频率下垂控制环节和整流侧直流电流附加直流电流-频率控制环节，实现异步互联系统的准同频运行；
5、基于改进型低压限流控制的频率控制旁路方法：通过附加改进型低压限流控制器，完成故障期间对频率控制模块的旁路作用。
6、可选的，无需站间通信的频率控制方法，具体包括以下步骤：
7、在常规直流系统逆变侧直流电压控制基础上附加受端频率偏差-直流电压下垂环节，使得逆变侧直流电压随受端系统频率变化而变化；
8、常规直流系统整流侧直流电流控制器通过检测直流电压变化感知受端系统频率变化信息，基于送端系统和受端系统相对频率偏差调节直流电流，调制直流功率，实现异步互联系统的准同频运行。
9、可选的，逆变侧直流电压控制附加直流电压-频率下垂控制环节，具体包括以下步骤：
10、将受端电网频率测量值f2与额定频率fn做差，得到受端系统频率偏差δf2；当δf2小于零时，代表受端电网频率出现跌落；
11、将受端系统频率偏差δf2乘以频率-直流电压下垂系数kv，得到直流电压修正参考值δvdc；
12、将直流电压修正参考值δvdc叠加初始直流电压设定值vdcset，得到最终的直流电压参考值；
13、将直流电压参考值与逆变侧直流电压测量值vdc做差，作为直流电压控制器输入，调制逆变器超前导通角控制直流电压，实现逆变侧直流电压随受端系统频率变化而变化，其数学表达式为：
14、
15、式中：表示逆变侧直流电源参考值；
16、常规直流系统整流侧直流电压vdr和逆变侧直流电压直接关联，当逆变侧直流电压随受端系统频率变化而变化时，整流侧直流电压也出现变化，且变化直接反映受端系统频率变化。
17、可选的，整流侧直流电流附加直流电流-频率控制环节，具体包括以下步骤：
18、整流侧直流电流控制器通过调节触发角指令，控制直流电流跟踪参考值；在准稳态下，整流侧直流电流表示为：
19、
20、式中：idc表示直流电流测量值，表示直流电流参考值，表示直流电流初始参考值，δidc表示直流电流增量参考值；
21、将送端系统和受端系统频率偏差的相对偏差δf1-δf2作为基于pi控制器的频率控制器输入，整流侧频率控制器通过调节直流电流，调制直流功率，使得受端系统频率偏差δf2与送端系统频率偏差δf1保持一致；其中，δf1＝fn-f1，δf2＝fn-f2，fn为系统额定频率；
22、整流侧直流电压偏差δvdr直接反映受端系统频率偏差，频率控制器数学表达式为：
23、δidc＝kp(kf1δf1-kf2δvdr)+ki∫(kf1δf1-kf2δvdr)dt
24、
25、式中：kp、ki分别为pi控制器比例系数和积分系数；kf1表示送端系统频率偏差信号放大系数，kf2表示受端系统频率偏差信号放大系数，rdc表示常规直流系统直流线路等效电阻，vdr表示整流侧直流电压测量值；
26、通过上式，在无需换流器站间频率通信情况下，实现送端系统和受端系统的连续频率调节。
27、可选的，基于改进型低压限流控制的频率控制旁路方法，具体包括以下步骤：
28、基于常规直流系统现有低压限流器控制原则，在频率控制器基础上配置改进型低压限流控制器；
29、当送端系统或受端系统出现交流故障导致换流器母线电压跌落，进而导致常规直流系统直流电压跌落时，判断改进型低压限流控制器监测的直流电压是否预设电压阈值；
30、当直流电压跌落小于预设电压阈值时，改进型低压限流控制器根据预设斜坡曲线输出修正系数，减小频率控制模块输出的直流电流参考值，实现故障期间对频率控制模块的旁路作用。
31、可选的，改进型低压限流控制器的控制机理，具体为：
32、在频率控制器基础上附加修正量kc，将修正量kc与频率控制器输出直流电流指令δidc相乘，实现对频率控制器输出的修正；
33、其中，改进型低压限流控制器的数学表达式为：
34、
35、考虑附加改进型低压限流控制器的作用，频率控制器输出可修正为：
36、δidc＝kc[kp(kf1δf1-kf2δvdr)+ki∫(kf1δf1-kf2δvdr)dt]
37、式中：vdr表示整流侧直流电压测量值，kp、ki分别为pi控制器比例系数和积分系数；kf1表示送端系统频率偏差信号放大系数，kf2表示受端系统频率偏差信号放大系数；δf1表示送端系统频率偏差，δvdr表示整流侧直流电压偏差。
38、经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术提供了一种面向异步互联电力系统准同频运行的常规直流系统协调频率控制方法，发掘我国常规直流“柔性”频率调节潜力，解决现有常规直流系统频率支撑多面向大扰动下紧急频率支撑现状，实现正常运行工况下异步互联系统的连续频率调节，显著降低系统调频成本，助力实现异步互联本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种面向异步互联电力系统准同频运行的常规直流系统协调频率控制方法，其特征在于，包括：无需站间通信的频率控制方法、基于改进型低压限流控制的频率控制旁路方法；具体地：
2.根据权利要求1所述的一种面向异步互联电力系统准同频运行的常规直流系统协调频率控制方法，其特征在于，无需站间通信的频率控制方法，具体包括以下步骤：
3.根据权利要求1所述的一种面向异步互联电力系统准同频运行的常规直流系统协调频率控制方法，其特征在于，逆变侧直流电压控制附加直流电压-频率下垂控制环节，具体包括以下步骤：
4.根据权利要求1所述的一种面向异步互联电力系统准同频运行的常规直流系统协调频率控制方法，其特征在于，整流侧直流电流附加直流电流-频率控制环节，具体包括以下步骤：
5.根据权利要求1所述的一种面向异步互联电力系统准同频运行的常规直流系统协调频率控制方法，其特征在于，基于改进型低压限流控制的频率控制旁路方法，具体包括以下步骤：
6.根据权利要求1所述的一种面向异步互联电力系统准同频运行的常规直流系统协调频率控制方法，其特征在于，改进型低压限流
...【技术特征摘要】
1.一种面向异步互联电力系统准同频运行的常规直流系统协调频率控制方法，其特征在于，包括：无需站间通信的频率控制方法、基于改进型低压限流控制的频率控制旁路方法；具体地：
2.根据权利要求1所述的一种面向异步互联电力系统准同频运行的常规直流系统协调频率控制方法，其特征在于，无需站间通信的频率控制方法，具体包括以下步骤：
3.根据权利要求1所述的一种面向异步互联电力系统准同频运行的常规直流系统协调频率控制方法，其特征在于，逆变侧直流电压控制附加直流电压-频率下垂控制环节，具体包括以下步骤...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨丛欢，于明湖，詹怡怡，雪映，
申请(专利权)人：广州航海学院，
类型：发明
国别省市：
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