【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电网，具体地，涉及多端柔直统一构网型控制结构及参数取值方法。
技术介绍
1、一个重要的趋势是，陆上可再生能源基地大多位于偏远地区，远离负荷中心；而海上风电基地则不断向深海区域拓展。这种地理分布特点导致可再生能源发电厂与电网之间的距离大幅增加，给电力传输带来了前所未有的挑战。
2、在这种情况下，基于模块化多电平换流器(mmc)的多端高压直流(mmc-mtdc)输电技术是连接可再生能源基地与受端交流电网的有效方法。该技术通过mmc的高效换流能力，实现了可再生能源基地与受端交流电网的有效连接，显著提升了输电的灵活性和可靠性。mmc-mtdc系统不仅具有传输容量大、损耗小、线路走廊占用少等优点，还能有效应对可再生能源发电的间歇性和不确定性，为大规模可再生能源并网提供了有力支撑。
3、然而，随着可再生能源渗透率的持续增长，mmc-mtdc系统传统并网控制策略的稳定性问题日益凸显。在送电端，mmc连接到短路比较低的弱电网时，基于锁相环的电网同步技术容易引发系统振荡，影响输电稳定性。而在受电端，mmc的无惯性特性导致电网频率稳定性降低，进一步加剧了系统的稳定性风险。
4、为解决上述问题，构网型控制策略成为一种可能的有效途径。构网型控制通过模拟传统同步发电机的运行特性，为mmc提供虚拟的惯性和阻尼，从而增强系统的稳定性和频率响应能力。然而，当前针对mtdc系统中mmc的构网型控制策略种类繁多，包括v-f控制、虚拟同步发电机(vsg)控制和功率同步控制(psc)等。这些策略在控制结构、参数设置和动
5、在系统运行转换期间，如换流站故障或线路中断等突发情况下，控制模式变更的需求尤为迫切。然而，由于当前构网型控制策略之间的不兼容性和差异性，控制模式变更可能导致系统稳定性问题进一步加剧。
技术实现思路
1、针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种多端柔直统一构网型控制结构及参数取值方法。
2、根据本专利技术的一个方面，提供一种多端柔直统一构网型控制结构，用于控制多端柔性直流输电系统，包括三条分支结构和一条总支结构，所述总支结构包括三种控制结构的共同元素，三条所述分支结构与三种所述控制结构一一对应，每个分支结构包括与之对应的所述控制结构除去所述共同元素之后的剩余元素以及一个参数控制器；
3、其中，三种控制结构包括：接收端的mmc换流站采用直流电压控制时的控制结构，接收端的mmc换流站采用有功功率控制时的控制结构，发送端的mmc换流站连接到孤岛系统时且需要建立孤岛的电压与频率的控制结构。
4、优选的，所述参数控制器，通过调整控制参数的取值，执行以下的一种或多种控制策略：
5、-当直流电压控制参数kdc不为0时，mmc换流站的主换流站实现直流电压控制；
6、-当有功功率控制参数kp不为0时，mmc换流站的从换流站实现有功功率控制；
7、-当子模块电压控制参数ksm不为0时，孤岛系统进行自主建立电压和频率。
8、优选的，所述mmc换流站在不同的控制参数下，具有以下的一种或多种换流站控制特性：
9、-当采用直流电压控制时，控制特性为直流电压处于稳定值；
10、-当采用有功功率控制时，控制特性为有功功率处于稳定值；
11、-当采用定频率控制时，采用模块化多电平的多端高压直流输电系统为孤岛运行状态，控制特性为系统能够自主建立电压和频率。
12、优选的，所述mmc换流站在所述参数控制器的参数组合下，具有以下的一种或多种组合控制特征：
13、-当直流电压控制参数kdc和有功功率控制参数kp不为0时，所述mmc换流站具有直流电压-有功功率下垂控制特性：
14、kdc(udcref-udc)+kp(pref-pac)＝0 (1)
15、-当有功功率控制参数kp和子模块电压控制参数ksm不为0时，所述mmc换流站具有有功功率-频率的下垂控制特性：
16、ksm(usmav-usm0)+kp(pref-pac)＝0 (2)
17、-当直流电压控制参数kdc和子模块电压控制参数ksm不为0时，所述mmc换流站具有直流电压-频率的下垂控制特性：
18、kdc(udcref-udc)+ksm(usmav-usm0)＝0 (3)
19、kdc表示直流电压控制参数，kp表示有功功率控制参数，ksm表示子模块电压控制参数，udcref表示直流电压额定值，udc表示直流电压实际值，pref表示有功功率额定值，pac表示有功功率实际值，usm0表示子模块电压额定值，usmav表示子模块电压实际值。
20、优选的，所述mmc换流站在所述有功功率-频率的下垂控制特性下能够为电网提供功率支持，具体为：
21、将mmc换流站的动态特性与同步发电机动态特性进行类比，得到：
22、
23、将(4)代入(2)得到：
24、
25、式中ω0表示交流频率的额定值，ωmmc表示换流站交流频率的实际值，k表示子模块电压对于交流频率变化的反应系数；
26、基于式(5)确定：当系统频率发生变化时，mmc换流器通过调整输出值pac以适应系统频率偏差，该调整等效同步发电机的一次调频特性，为电网提供频率支撑。
27、优选的，所述mmc换流站在所述所述直流电压-频率的下垂控制特性下，通过调整直流电压跟踪电网频率，为电网提供惯性支持，具体为：
28、将(4)代入(3)得到：
29、
30、基于式(6)确定：所述直流电压-频率的下垂控制，通过调整直流电压、跟踪电网频率变化以及提取直流电容器中存储的能量来提供惯性支持，以适应频率变化。
31、优选的，所述mmc换流站在kdc，kp和ksm均不为0时，所述控制结构将以直流电压-有功功率-频率下垂控制形式的下垂控制运行，所述mmc换流站具有三种所述下垂控制模式的所有特性，具体为：
32、kdc(udcref-udc)+kp(pref-pac)+ksm(usmav-usm0)＝0 (7)
33、当电网处于稳定运行状态时，电网频率保持在额定值，此时控制模式为直流电压-有功功率下垂控制；
34、在电网故障导致电网频率发生变化的情况下，开始频率下垂控制，使直流电压和有功功率能够跟踪电网频率的变化，为电网提供频率支持。
35、根据本专利技术的第二个方面，提供一种多端柔直统一构网型控制结构的控制参数取值方法，包括：
36、联网运行下，多端柔性直流输电系统采用直流电压-有功功率下垂控制，根据直流电压偏差范围推导出直流电压系数、有功功率系数的取值范围；
37、孤岛运行下，多端柔性直流输电系统采用直流电压-频率下垂控制，根据孤岛频率波动本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种多端柔直统一构网型控制结构，用于控制多端柔性直流输电系统，其特征在于，包括三条分支结构和一条总支结构，所述总支结构包括三种控制结构的共同元素，三条所述分支结构与三种所述控制结构一一对应，每个分支结构包括与之对应的所述控制结构除去所述共同元素之后的剩余元素以及一个参数控制器；
2.根据权利要求1所述的一种多端柔直统一构网型控制结构，其特征在于，所述参数控制器，通过调整控制参数的取值，执行以下的一种或多种控制策略：
3.根据权利要求2所述的一种多端柔直统一构网型控制结构，其特征在于，所述MMC换流站在不同的控制参数下，具有以下的一种或多种换流站控制特性：
4.根据权利要求1所述的一种多端柔直统一构网型控制结构，其特征在于，所述MMC换流站在所述参数控制器的参数组合下，具有以下的一种或多种组合控制特征：
5.根据权利要求4所述的一种多端柔直统一构网型控制结构，其特征在于，所述MMC换流站在所述有功功率-频率的下垂控制特性下能够为电网提供功率支持，具体为：
6.根据权利要求5所述的一种多端柔直统一构网型控制结构，其特征在
7.根据权利要求4所述的一种多端柔直统一构网型控制结构，其特征在于，所述MMC换流站在kDC，kp和kSM均不为0时，所述控制结构将以直流电压-有功功率-频率下垂控制形式的下垂控制运行，所述MMC换流站具有三种所述下垂控制模式的所有特性，具体为：
8.一种多端柔直统一构网型控制结构的控制参数取值方法，其特征在于，包括：
9.根据权利要求8所述的一种多端柔直统一构网型控制结构的控制参数取值方法，其特征在于，所述联网运行下，多端柔性直流输电系统采用直流电压-有功功率下垂控制，根据直流电压偏差范围推导出直流电压系数、有功功率系数的取值范围，包括：
10.根据权利要求8所述的一种多端柔直统一构网型控制结构的控制参数取值方法，其特征在于，所述孤岛运行下，多端柔性直流输电系统采用直流电压-频率下垂控制，根据孤岛频率波动范围推导出频率系数的取值范围，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种多端柔直统一构网型控制结构，用于控制多端柔性直流输电系统，其特征在于，包括三条分支结构和一条总支结构，所述总支结构包括三种控制结构的共同元素，三条所述分支结构与三种所述控制结构一一对应，每个分支结构包括与之对应的所述控制结构除去所述共同元素之后的剩余元素以及一个参数控制器；
2.根据权利要求1所述的一种多端柔直统一构网型控制结构，其特征在于，所述参数控制器，通过调整控制参数的取值，执行以下的一种或多种控制策略：
3.根据权利要求2所述的一种多端柔直统一构网型控制结构，其特征在于，所述mmc换流站在不同的控制参数下，具有以下的一种或多种换流站控制特性：
4.根据权利要求1所述的一种多端柔直统一构网型控制结构，其特征在于，所述mmc换流站在所述参数控制器的参数组合下，具有以下的一种或多种组合控制特征：
5.根据权利要求4所述的一种多端柔直统一构网型控制结构，其特征在于，所述mmc换流站在所述有功功率-频率的下垂控制特性下能够为电网提供功率支持，具体为：
6.根据权利要求5所述的一种...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨仁炘，林传伟，蔡旭，徐嘉璐，詹银，汪逍旻，张建文，代妍妍，施刚，周剑桥，
申请(专利权)人：中国电建集团福建省电力勘测设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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