【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專(zhuān)利技術(shù)屬于大電網(wǎng)電力電子應(yīng)用，尤其是涉及一種適用于構(gòu)網(wǎng)型柔直系統(tǒng)的并網(wǎng)穩(wěn)定控制方法。
技術(shù)介紹
1、無(wú)需借助于鎖相環(huán)的構(gòu)網(wǎng)型(grid-forming，gfm)控制變流器，通過(guò)自同步方式保持與網(wǎng)內(nèi)電源同步，可多時(shí)間尺度調(diào)節(jié)其與系統(tǒng)交換的有功和無(wú)功，具備慣量支撐和電壓支撐能力，被視為實(shí)現(xiàn)變流器主動(dòng)支撐控制保障電力電子化電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要技術(shù)。實(shí)現(xiàn)構(gòu)網(wǎng)型控制的策略包括下垂控制、功率同步控制、虛擬振蕩控制以及虛擬同步機(jī)(virtual?synchronous?generator，vsg)控制等，應(yīng)用gfm控制的變流器包括雙饋風(fēng)機(jī)、直驅(qū)風(fēng)機(jī)、光伏等新能源電源中采用的兩電平或三電平變流器，以及儲(chǔ)能和柔性直流中采用的級(jí)聯(lián)h橋變流器、模塊化多電平變流器(modularmultilevelconverter，mmc)等。
2、近年來(lái)，基于mmc的柔性直流輸電mmc-hvdc技術(shù)已趨于成熟，電壓等級(jí)和輸電容量顯著提升，其在大型能源基地組網(wǎng)外送、遠(yuǎn)距離饋入受端負(fù)荷中心等場(chǎng)景具有良好應(yīng)用前景，將會(huì)是電力電子化電力系統(tǒng)的重要組成部分。采用gfm控制技術(shù)提升mmc支撐性能，日益受到關(guān)注。現(xiàn)有研究多數(shù)屬于電磁暫態(tài)范疇，模型和控制結(jié)構(gòu)復(fù)雜，受仿真規(guī)模和效率的限制，無(wú)法用于大型電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定分析。此外，現(xiàn)有研究大多聚焦于小擾動(dòng)穩(wěn)定性，大擾動(dòng)穩(wěn)定性相關(guān)分析中則未關(guān)注mmc-hvdc送受端能量傳輸?shù)鸟詈嫌绊懙取?/p>
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、有鑒于此，本專(zhuān)利技術(shù)的目的在于提供一種適用于構(gòu)網(wǎng)型柔直系統(tǒng)的并
2、第一方面，本專(zhuān)利技術(shù)實(shí)施例提供了一種適用于構(gòu)網(wǎng)型柔直系統(tǒng)的并網(wǎng)穩(wěn)定控制方法，包括以下步驟：
3、s1、基于雙端柔直系統(tǒng)發(fā)生功角穩(wěn)定故障，構(gòu)建含構(gòu)網(wǎng)型控制的雙端mmc-hvdc輸電系統(tǒng)機(jī)電暫態(tài)仿真模型，設(shè)置主要電氣參數(shù)、控制參數(shù)、故障參數(shù)；
4、s2、設(shè)置延時(shí)時(shí)間tfs，判定故障清除后的持續(xù)時(shí)間t是否大于延時(shí)時(shí)間tfs且系統(tǒng)是否失去功角穩(wěn)定，
5、若故障清除后的持續(xù)時(shí)間t大于延時(shí)時(shí)間tfs且系統(tǒng)失去功角穩(wěn)定，則執(zhí)行s3；
6、若故障清除后的持續(xù)時(shí)間t小于延時(shí)時(shí)間tfs或系統(tǒng)未發(fā)生功角失穩(wěn)，則使t＝t+δt，并重新執(zhí)行s2；
7、s3、基于故障清除并持續(xù)tfs時(shí)間，采取裝備級(jí)控制策略，調(diào)整gfm-mmc控制參數(shù)，判斷系統(tǒng)是否恢復(fù)穩(wěn)定運(yùn)行，
8、若是，則裝備級(jí)控制策略結(jié)束；若否，則執(zhí)行s4；
9、s4、量測(cè)雙端mmc-hvdc系統(tǒng)近區(qū)的每一條支路兩端節(jié)點(diǎn)的電壓幅值和電壓相位，計(jì)算每一條支路的sbttc指數(shù)，并將最小sbttc指數(shù)值的支路定義為關(guān)鍵支路；
10、s5、基于獲得的sbttc指數(shù)，監(jiān)測(cè)關(guān)鍵支路的變化情況，確定系統(tǒng)級(jí)控制策略的啟動(dòng)時(shí)刻tsc；
11、s6、在啟動(dòng)時(shí)刻tsc，采取系統(tǒng)級(jí)控制策略，切除雙端柔直系統(tǒng)近區(qū)的部分發(fā)電機(jī)組，直至系統(tǒng)恢復(fù)穩(wěn)定。
12、優(yōu)選的，所述雙端mmc-hvdc輸電系統(tǒng)機(jī)電暫態(tài)仿真模型的送端換流站采用跟網(wǎng)型gfl控制，記為gfl-mmc；受端換流站采用基于虛擬同步機(jī)vsg策略的構(gòu)網(wǎng)型gfm控制，記為gfm-mmc。
13、優(yōu)選的，在gfm-mmc的控制系統(tǒng)中增加低壓限功率環(huán)節(jié)，當(dāng)并網(wǎng)節(jié)點(diǎn)電壓usm顯著跌落時(shí)，降低參考功率值pcmref至λlimpcmref，減小其與輸出電磁功率pcm之間的偏差，限制故障期間虛擬功角的增長(zhǎng)幅度。
14、優(yōu)選的，所述故障參數(shù)包括故障類(lèi)型、故障發(fā)生位置、故障開(kāi)始時(shí)間、故障結(jié)束時(shí)間。
15、主要電氣參數(shù)包括：支路i上節(jié)點(diǎn)m的電壓幅值umi、支路i上節(jié)點(diǎn)n的電壓幅值uni、支路i上節(jié)點(diǎn)m的電壓相位δθmi、支路i上節(jié)點(diǎn)n的電壓相位δθni、支路i兩端節(jié)點(diǎn)的電壓相位差δθi＝|δθmi-δθni|；
16、控制參數(shù)包括：延時(shí)時(shí)間tfs、gfm-mmc慣性時(shí)間常數(shù)tjm、gfm-mmc有功參考值pcmref、持續(xù)時(shí)間tth、啟動(dòng)時(shí)間tsc、功率限制系數(shù)λlim、功率限制持續(xù)時(shí)間tlim。
17、優(yōu)選的，在故障清除并持續(xù)tfs時(shí)間后，增大gfm-mmc的慣性時(shí)間常數(shù)tjm至2tjm，降低有功參考值pcmref至80％pcmref并持續(xù)1s。
18、優(yōu)選的，電壓相位差δθi計(jì)算公式為，
19、δθi＝δθmi-δθni|
20、式中，δθmi是支路i上節(jié)點(diǎn)m的電壓相位；δθni是支路i上節(jié)點(diǎn)n的電壓相位；
21、sbttc指數(shù)計(jì)算公式為，
22、
23、式中，umi是支路i上節(jié)點(diǎn)m的電壓幅值；uni是支路i上節(jié)點(diǎn)n的電壓幅值；
24、關(guān)鍵支路k的計(jì)算公式為，
25、
26、優(yōu)選的，當(dāng)關(guān)鍵支路的sbttc指數(shù)值滿(mǎn)足sbttck＜εth時(shí)，持續(xù)時(shí)間等于tth的時(shí)刻設(shè)置為系統(tǒng)級(jí)控制策略的啟動(dòng)時(shí)刻tsc。
27、本專(zhuān)利技術(shù)實(shí)施例帶來(lái)了以下有益效果：
28、本專(zhuān)利技術(shù)提供的方法適用于在包含構(gòu)網(wǎng)型控制技術(shù)的雙端柔直系統(tǒng)接入電網(wǎng)后發(fā)生功角失穩(wěn)的情況下，對(duì)雙端柔直系統(tǒng)采用的多層級(jí)緊急控制策略，通過(guò)建立送端采用跟網(wǎng)型(grid-following，gfl)控制和受端采用gfm控制的雙端mmc-hvdc機(jī)電暫態(tài)仿真模型，增強(qiáng)含構(gòu)網(wǎng)型控制的雙端mmc-hvdc系統(tǒng)的暫態(tài)功角穩(wěn)定性水平。
29、本專(zhuān)利技術(shù)基于sbttc指數(shù)，提出了可定量表征雙端柔直系統(tǒng)功角穩(wěn)定性的關(guān)鍵支路識(shí)別方法、系統(tǒng)級(jí)控制策略啟動(dòng)時(shí)刻的評(píng)估判據(jù)；針對(duì)gfm-mmc，設(shè)計(jì)并增加了vdpol環(huán)節(jié)，該環(huán)節(jié)有助于提升gfm-mmc在故障沖擊下恢復(fù)穩(wěn)定運(yùn)行的能力。針對(duì)實(shí)際電網(wǎng)，仿真驗(yàn)證了所提評(píng)估判據(jù)以及多層級(jí)緊急控制策略的有效性。
30、本專(zhuān)利技術(shù)的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說(shuō)明書(shū)中闡述，并且，部分特征從說(shuō)明書(shū)中變得顯而易見(jiàn)，或者通過(guò)實(shí)施本專(zhuān)利技術(shù)而了解。本專(zhuān)利技術(shù)的目的和其他優(yōu)點(diǎn)在說(shuō)明書(shū)、權(quán)利要求書(shū)以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)和獲得。
31、為使本專(zhuān)利技術(shù)的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉較佳實(shí)施例，并配合所附附圖，作詳細(xì)說(shuō)明如下。
本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種適用于構(gòu)網(wǎng)型柔直系統(tǒng)的并網(wǎng)穩(wěn)定控制方法，基于裝備級(jí)控制策略和系統(tǒng)級(jí)控制策略，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的并網(wǎng)穩(wěn)定控制方法，其特征在于，所述雙端MMC-HVDC輸電系統(tǒng)機(jī)電暫態(tài)仿真模型的送端換流站采用跟網(wǎng)型GFL控制，記為GFL-MMC；受端換流站采用基于虛擬同步機(jī)VSG策略的構(gòu)網(wǎng)型GFM控制，記為GFM-MMC。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的并網(wǎng)穩(wěn)定控制方法，其特征在于，在GFM-MMC的控制系統(tǒng)中增加低壓限功率環(huán)節(jié)，當(dāng)并網(wǎng)節(jié)點(diǎn)電壓UsM顯著跌落時(shí)，降低參考功率值PcMref至λlimPcMref，減小其與輸出電磁功率PcM之間的偏差，限制故障期間虛擬功角的增長(zhǎng)幅度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的并網(wǎng)穩(wěn)定控制方法，其特征在于，所述故障參數(shù)包括故障類(lèi)型、故障發(fā)生位置、故障開(kāi)始時(shí)間、故障結(jié)束時(shí)間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的并網(wǎng)穩(wěn)定控制方法，其特征在于，所述S3還包括，
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的并網(wǎng)穩(wěn)定控制方法，其特征在于，所述S4中，
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的并網(wǎng)穩(wěn)定控制方法，其特征在于，
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種適用于構(gòu)網(wǎng)型柔直系統(tǒng)的并網(wǎng)穩(wěn)定控制方法，基于裝備級(jí)控制策略和系統(tǒng)級(jí)控制策略，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的并網(wǎng)穩(wěn)定控制方法，其特征在于，所述雙端mmc-hvdc輸電系統(tǒng)機(jī)電暫態(tài)仿真模型的送端換流站采用跟網(wǎng)型gfl控制，記為gfl-mmc；受端換流站采用基于虛擬同步機(jī)vsg策略的構(gòu)網(wǎng)型gfm控制，記為gfm-mmc。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的并網(wǎng)穩(wěn)定控制方法，其特征在于，在gfm-mmc的控制系統(tǒng)中增加低壓限功率環(huán)節(jié)，當(dāng)并網(wǎng)節(jié)點(diǎn)電壓usm顯著跌落時(shí)，...
【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：董逸超，閆大威，王偉臣，羅濤，趙北濤，劉忠義，張?zhí)煊?/a>，祖敏，李慧，雷錚，宣文博，宋佳，李媛媛，陳怡文，張德政，趙高帥，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：國(guó)網(wǎng)天津市電力公司，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：
還沒(méi)有人留言評(píng)論。發(fā)表了對(duì)其他瀏覽者有用的留言會(huì)獲得科技券。