一种适用于柔性直流输电系统的构网型控制方法及系统与流程

本发明涉及电力电子，具体涉及一种适用于柔性直流输电系统的构网型控制方法及系统。

背景技术：

1、柔性直流输电技术（以下简称“柔直”）采用全控型电力电子换流器，具有控制灵活、兼容有源和无源电网等突出优势，是应对大规模新能源送出、电网互联和无源电网供电等挑战的重要解决方案。传统柔直控制采用“跟网型”（grid-following）控制策略，无法在电网发生扰动时提供功率主动支撑。随着电力系统清洁化和电力电子化程度的提高，电网强度下降，为提升系统受扰时的频率和电压稳定性，近年来柔直“构网型”（grid-forming）控制策略被提出。

2、构网控制使电力电子设备呈现与传统同步发电机相似的电压源特性，能够使柔直系统具备为电网提供惯性频率、动态电压支撑的能力，是解决新型电力系统稳定性及可靠性难题、提升新能源消纳水平的重要突破口。

3、实际电网运行工况复杂多变，传统构网型控制采用电压电流双环结构，由于电流内环的存在无法保持全工况电压源特性，难以兼顾控制器稳定设计与系统支撑性能需求。

技术实现思路

1、为了克服上述传统构网型控制电流内环的存在无法保持全工况电压源特性，难以兼顾控制器稳定设计与系统支撑性能需求的缺陷，本发明提供一种适用于柔性直流输电系统的构网型控制方法，所述方法包括：

2、获取柔性直流输电系统的有功类控制量和无功类控制量，所述有功类控制量包括实际直流电压值或实际有功功率值，所述无功类控制量包括实际无功功率值或交流电压幅值参考值；

3、根据所述有功类控制量，生成阀电压相位参考值；

4、根据所述无功类控制量，生成阀电压幅值参考值；

5、根据所述阀电压相位参考值和所述阀电压幅值参考值，生成三相阀电压参考值；

6、根据所述三相阀电压参考值，对换流器进行控制。

7、可选的，所述根据所述有功类控制量，生成阀电压相位参考值包括：

8、根据所述有功类控制量和参考有功类控制量，生成有功类控制量偏差值；根据所述有功类控制量偏差值，生成频率偏差值；

9、根据所述频率偏差值和额定频率值，确定初始阀电压相位参考值；

10、根据所述有功类控制量偏差值，生成相位前馈补偿值；

11、将所述相位前馈补偿值叠加到所述初始阀电压相位参考值，生成阀电压相位参考值。

12、可选的，所述有功类控制量包括所述实际直流电压值，所述参考有功类控制量包括直流电压参考值；

13、所述根据所述有功类控制量和参考有功类控制量，生成有功类控制量偏差值；根据所述有功类控制量偏差值，生成频率偏差值包括：

14、根据所述实际直流电压值和所述直流电压参考值，确定直流电压偏差值；

15、根据所述直流电压偏差值，生成频率偏差值。

16、可选的，所述有功类控制量包括所述实际有功功率值，所述参考有功类控制量包括有功功率参考值；

17、所述根据所述有功类控制量和参考有功类控制量，生成有功类控制量偏差值；根据所述有功类控制量偏差值，生成频率偏差值包括：

18、根据所述实际有功功率值和所述有功功率参考值，确定有功功率偏差值；

19、根据所述有功功率偏差值，生成频率偏差值。

20、可选的，所述将所述相位前馈补偿值叠加到所述初始阀电压相位参考值，生成阀电压相位参考值包括：

21、将所述初始阀电压相位参考值减去交流侧电压相位，得到交流电压相位偏差值；所述交流侧电压相位包括交流侧并网点电压相位或者变压器阀侧电压相位；

22、若所述交流电压相位偏差值超过设定相位偏差值，则根据所述交流电压相位偏差值超过所述设定相位偏差值的差值，生成有功类控制量补偿值、频率补偿值和相位补偿值；

23、根据所述相位前馈补偿值、所述有功类控制量补偿值、所述频率补偿值和所述相位补偿值进行补偿，生成阀电压相位参考值。

24、可选的，所述根据所述无功类控制量，生成阀电压幅值参考值包括：

25、根据所述实际无功功率值和无功功率参考值，生成无功功率偏差值；根据所述无功功率偏差值和额定交流电压幅值，生成阀电压幅值参考值。

26、或者，根据所述交流电压幅值参考值，生成阀电压幅值参考值。

27、可选的，所述根据所述三相阀电压参考值，对换流器进行控制包括：

28、将所述三相阀电压参考值作为调制器的电压参考值，基于所述调制器，生成用于控制换流器的驱动信号；

29、采用所述驱动信号对所述换流器进行控制。

30、另一方面，本发明还提供一种适用于柔性直流输电系统的构网型控制系统，包括：

31、获取模块，用于获取柔性直流输电系统的有功类控制量和无功类控制量，所述有功类控制量包括实际直流电压值或实际有功功率值，所述无功类控制量包括实际无功功率值或交流电压幅值参考值；

32、生成模块，用于根据所述有功类控制量，生成阀电压相位参考值；根据所述无功类控制量，生成阀电压幅值参考值；根据所述阀电压相位参考值和所述阀电压幅值参考值，生成三相阀电压参考值；

33、控制模块，用于根据所述三相阀电压参考值，对换流器进行控制。

34、另一方面，本发明还提供一种计算机设备，其特征在于，包括：一个或多个处理器；

35、所述处理器，用于存储一个或多个程序；

36、当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，实现上述中任意一项所述的适用于柔性直流输电系统的构网型控制方法。

37、另一方面，本发明还提供一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存有计算机程序，所述计算机程序被执行时，实现上述中任意一项所述的适用于柔性直流输电系统的构网型控制方法。

38、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

39、本发明提供一种适用于柔性直流输电系统的构网型控制方法，包括：获取柔性直流输电系统的有功类控制量和无功类控制量，有功类控制量包括实际直流电压值或实际有功功率值，无功类控制量包括实际无功功率值或交流电压幅值参考值；根据有功类控制量，生成阀电压相位参考值；根据无功类控制量，生成阀电压幅值参考值；根据阀电压相位参考值和阀电压幅值参考值，生成三相阀电压参考值；根据三相阀电压参考值，对换流器进行控制。本发明中提出的构网型控制策略结构简单、响应速度快、稳定性好，能够呈现全工况电压源特性，在频率变化、相位跳变等多种复杂工况下为电网提供快速可靠的频率、电压支撑。

技术特征：

1.一种适用于柔性直流输电系统的构网型控制方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述有功类控制量，生成阀电压相位参考值包括：

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述将所述相位前馈补偿值叠加到所述初始阀电压相位参考值，生成阀电压相位参考值包括：

4.如权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述有功类控制量包括所述实际直流电压值，所述参考有功类控制量包括直流电压参考值；

5.如权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述有功类控制量包括所述实际有功功率值，所述参考有功类控制量包括有功功率参考值；

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述无功类控制量，生成阀电压幅值参考值包括：

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述三相阀电压参考值，对换流器进行控制包括：

8.一种适用于柔性直流输电系统的构网型控制系统，其特征在于，包括：

9.一种计算机设备，其特征在于，包括：一个或多个处理器；

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存有计算机程序，所述计算机程序被执行时，实现如权利要求1至7中任意一项所述的适用于柔性直流输电系统的构网型控制方法。

技术总结本发明提供一种适用于柔性直流输电系统的构网型控制方法及系统，应用于电力电子技术领域。该方法包括：获取柔性直流输电系统的有功类控制量和无功类控制量，有功类控制量包括实际直流电压值或实际有功功率值，无功类控制量包括实际无功功率值或交流电压幅值参考值；根据有功类控制量，生成阀电压相位参考值；根据无功类控制量，生成阀电压幅值参考值；根据阀电压相位参考值和阀电压幅值参考值，生成三相阀电压参考值；根据三相阀电压参考值，对换流器进行控制。本发明提出的构网型控制策略结构简单、响应速度快、稳定性好，能够呈现全工况电压源特性，在频率变化、相位跳变等多种复杂工况下为电网提供快速可靠的频率、电压支撑。技术研发人员：杨杰,阳岳希,贺之渊,韩丛达,彭程,王思超,张汉斌,赵子维受保护的技术使用者：国网智能电网研究院有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/29