[发明专利]模拟同步发电机动态特性的电压源换流站的控制方法

说明书

技术领域

本发明是涉及一种电压源换流站，特别涉及一种耐高压的模拟同步发电机动态特性的电压源换流站的控制方法。

背景技术

随着柔性直流输电、柔性交流输电和储能电站等技术的广泛应用，电网中有了越来越多的电压源换流站。换流站是指在高压直流输电系统中，为了完成将交流电变换为直流电或者将直流电变换为交流电的转换，并达到电力系统对于安全稳定及电能质量的要求而建立的站点,具有性能稳定，损耗小等优点。现有技术中定有功功率控制和定无功功率控制是电压源换流站的一种传统控制方式。在定有功功率控制和定无功功率控制下，电压源换流站不会对电网频率变化做出响应，不能向交流电网提供频率支撑。

为了使电压源换流站对电网频率变化做出响应，可以采用如图1所示的频率和有功功率的下垂控制，图中s为拉普拉斯算子。频率—有功功率的斜率控制是根据换流站输出的有功功率来调节换流站电压角频率的指令值。换流站输出交流电压角频率的指令值为：

ω*=ω0+(P*-P)D]]>

其中ω0是角频率的额定值，P*和P分别是换流站输出有功功率的指令值和实际值。D是有功功率偏差和角频率偏差之间的比例系数。对角频率的指令值进行积分后，就可以得到电压源换流站输出的交流电压的相角的指令值。采用这种频率和有功功率的下垂控制后，电压源换流站根据其输出的有功功率来调节换流站的输出交流电压的频率的指令值。当电压源换流站输出的有功功率大于有功功率的指令值时，则电压源换流站的输出交流电压的频率的指令减小；当电压源换流站输出的有功功率小于有功功率的指令值时，则将电压源换流站的输出交流电压的频率的指令增大。这样，电压源换流站可以模拟交流同步发电机的一次调频的静态特性。但是，当电压源换流站的输出功率剧烈、快速地波动时，电压源换流站的频率指令值也相应地剧烈、快速地波动，这对交流电网的稳定运行不利。

交流同步发电机的频率变化的动态特性由转子运动方程决定，转子的惯性决定了同步发电机的频率变化是逐渐完成的，所以，同步发电机可以增强交流电网的惯性特性，对交流电网的稳定运行有利。如果能找到一种简单、实用的方法，使电压源换流站能够模拟同步发电机的转子运动，对交流电网的稳定运行有积极的意义。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术存在的缺点，提供一种新型模拟同步发电机动态特性的电压源换流站的控制方法，通过使电压源换流站模拟同步发电机的转子运动，提高整个换流站的稳定性。

为了达到所述目的，本发明模拟同步发电机动态特性的电压源换流站的控制方法，用于电压源换流站中，包括一个频率和有功功率的下垂控制，还包括以下步骤：

步骤1：在电压源换流站的频率和有功功率的下垂控制中加入了一个具有延迟特性的一阶惯性环节，换流站输出交流电压角频率的指令值为：

ω*=ω0+11+T·s(P*-PD)]]>

其中s是拉普拉斯算子，ω0是角频率的额定值，P*和P是换流站输出有功功率的指令值和实际值，T表示一阶惯性环节的时间常数。对角频率的指令值进行积分后，就可以得到电压源换流站输出的交流电压的相角的指令值；

步骤2：令时间常数T为：