[实用新型]一种单回直流大信号调制控制器

说明书

技术领域

本实用新型涉交直流输电系统暂态稳定控制领域，特别是涉及一种基于乒乓控制的单回直流大信号调制控制器，属于单回直流大信号调制控制器的创新技术。

背景技术

随着越来越多的大功率直流输电集中落点到负荷中心，直流输电的庞大规模、快速控制响应能力对电网的动态特性、稳定风险和控制手段带来了一系列复杂的影响和深刻的变化。其中，直流的快速有功调节能力为提升大电网的同步稳定能力提供了新的有效手段。

交直流大电网在严重交流故障或直流双极闭锁等故障下的暂态失稳仍然是限制电网输电能力的主要约束。目前，交流电网对于短路引起的区域间有功失衡和同步发电机功角摇摆问题一直缺少真正有效的抑制手段。抑制大电网扰动后的第1-2摆的失稳需要快速的大幅度的有功调节手段。而无论发电机PSS还是FACTs受其有功潮流调节能力限制，均只能对小幅度的功率振荡提供阻尼，却难以对大规模电网的暂态稳定，尤其是第1-3个摇摆周期内功角失稳起到良好的抑制作用。直流输电的存在为改善大电网的暂态稳定性提供了全新的、更加有效的控制手段。

直流输电系统有功功率幅度较大，调节速度较快。尤其是多回直流共同参与调节，可进一步提升单位调节功率幅度和速度，使得直流输电系统的快速功率调制为改善大电网暂态稳定裕度提供了新的有效的控制手段。当严重交流故障或者单回直流双极闭锁等故障发生时，输电通道中的其它直流可以在快速辨识振荡模式的基础上，通过直流功率的快速、紧急调制，有效地控制发电机群摇摆过程中区域间的功率平衡关系，起到抑制功角摇摆，提高稳定极限的作用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种设计简单，方便实用的单回直流大信号调制控制器。本实用新型控制简单方便,本实用新型针对直流输电系统有功功率幅度较大，调节速度较快的特点，为改善大电网暂态稳定裕度提供了新的有效的控制手段，能快速有效提升电网暂态稳定水平。

为实现上述目的，本实用新型采用如下的技术方案：

本实用新型的单回直流大信号调制控制器，包括有采样控制器、微分控制器、功率控制器、功率限制器、功率转换器，其中采样控制器的输入端与直流线路整流侧换流站和逆变侧换流站相连，采集换流站的功角、电压等信号，采样控制器有两个输出端，一个输出端输出功角差信号，该输出功角差信号的输出端与微分控制器的输入端相接，采样控制器的另一个输出端输出换流站母线电压和直流电压信号，微分控制器的输出换流站母线电压和直流电压信号的输出端与功率控制器的输入端和功率转换器的输入端相接，功率控制器输出直流功率调制信号，且功率控制器的输出端与功率限制器的输入端相接，功率限制器的输出端输出直流功率调制信号，且功率限制器的输出端与功率转换器的输入端相接，功率转换器输出直流电流调制信号，且功率转换器的输出端与直流逆变侧换流站内部电流控制器相接。

本实用新型的单回直流大信号调制控制器可以用于直流输电系统正常运行中。实现直流输电系统实时在线的大信号功率调制功能。该控制器根据系统监测直流两端功角和电压的实时数据，判断系统稳定程度，当系统发生大扰动时(比如区域间联络线发生三相短路故障)，能快速调节直流系统的输送功率，及时效缓解输电系统因为故障引起的功率失衡现象，抑制功角摇摆，提高交直流输电系统稳定极限。

附图说明

图1是本实用新型调制控制器的结构示意图。

具体实施方式

参见图1所示，本实用新型的单回直流大信号调制控制器，包括采样控制器S1,微分控制器S2，功率控制器S3，功率限制器S4，功率转换器S5。所述的采样控制器S1用于采集和滤波直流两端系统关键节点的功角和电压信号，并将滤波后的功角差信号输送到微分控制器S2，将滤波后的电压信号输送到功率控制器S3和功率转换器S5；所述的微分控制器S2是将信号采集器输出的功角差信号，转换为功角差角速度信号，并输送到功率控制器S3；所述功率控制器S3是对微分控制器S2输出的功角差信号和采样控制器S1输出的交流电压信号进行分析，得到直流系统功率的调制量，并将调质量信号输送到功率限制器S4；所述的功率限制器S4是对功率控制器S3输出的直流功率调制信号进行幅值和速度限制，并将限制后的功率调制信号输送到功率转换器S5；所述功率转换器S5是根据采样控制器S1输出的直流电压信号，将功率限制器S4输出的功率调制信号转换为直流电流控制信号，输送到直流内部控制器中。

本实用新型提出的单回直流大信号调制控制器用于交直流输电系统中的直流输电线路的在线运行控制。