[发明专利]一种基于柔性直流输电系统的电网调频方法

说明书

本发明的目的在于需要一种基于柔性直流输电系统的电网调频方法一种基于柔性直流输电系统的电网调频方法，基于换流站的同步电机模拟控制策略，包括以下步骤：步骤1：获取换流站输出交流电压角频率的指令值ω*；步骤2：得到交流电压的相角的指令值θ：步骤3：设置换流站输出有功功率P*的指令值步骤4：令有功功率设定值等于有功功率实际值：步骤5：抑制大干扰在互联电网间的传递，对有功功率设定值进行限幅。与现有技术相比，本发明只需用到本地换流站的变量，不需用到对侧换流站的变量，其有益效果是不需站间通信。

技术领域

本发明涉及电力系统领域，尤其涉及一种基于柔性直流输电系统的电网调频方法。

背景技术

基于电压源换流器的高压直流输电(Voltage Source Converter based HighVoltage Direct Current Transmission，VSC-HVDC)技术由加拿大McGill大学的Boon-Teck Ooi等人于1990年提出，是一种以电压源换流器、自关断器件和脉宽调制(PWM)技术为基础的新型输电技术，该输电技术也被称为柔性直流输电技术，具有可向无源网络供电、不会出现换相失败、换流站间无需通信以及易于构成多端直流系统等优点。

柔性直流输电作为新一代直流输电技术，其在结构上与高压直流输电类似，仍是由换流站和直流输电线路(通常为直流电缆)构成。基于直流输电技术的电网异步互联方案可以有效地防止连锁故障造成的电网大停电。理想的电网调频方案不仅要使互联电网的频率在小干扰下能够自动平衡，实现互联电网间旋转备用的共享，发挥联网的经济优势；而且必须能够限制大干扰在互联电网间的传递，实现故障隔离。互联电网频率平衡的实现需要根据电网间的频率差来调节柔性直流输电系统的输送功率，减小低频率电网的输出功率或增加向低频率电网的输入功率。

现有技术中申请号为“201310438595.4”的发明专利《柔性直流输电系统中逆变换流站的调频控制方法》中公开了一种柔性直流输电系统中逆变换流站的调频控制方法，提出一种柔性直流输电系统中逆变站的频率产生机制与控制策略，并根据负载的扰动特性和对系统故障穿越能力的要求设计系统模型参数和控制参数，从而使得逆变站具有与同步发电机相似的外特性，可利用负荷频率特性调节有功需求，并将故障信息通过频率传递给保护装置，达到提高系统的故障穿越能力的目的。

要实现互联电网的频率平衡，最直接的方法是根据两电网的频率差来调节柔性直流输电系统的输送功率。但是，获取电网频率差需要在两个换流器站间设置通信通道，必然增加成本并降低系统可靠性。为此，亟需为柔性直流输电系统研发一种无需站间通信的电网调频方案。

发明内容

本发明的目的在于需要一种基于柔性直流输电系统的电网调频方法，即在无需站间通信的情况下依然可以进行电网的调频。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种基于柔性直流输电系统的电网调频方法，基于换流站的同步电机模拟控制策略，包括以下步骤：

步骤1：获取换流站输出交流电压角频率的指令值ω^*；

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，D是角频率和有功功率的下垂控制系数。调差系数是发电机转速相对其额定值的偏差与发电机输出功率相对其额定值的偏差的比值的负值，即(-Δω/ΔP)，调差系数由电网的一次调频要求来决定。为了满足电网的一次调频要求，D取发电机调差系数的倒数。

步骤2：对角频率的指令值进行积分并加上初相角θ₀后，就可以得到t时刻电压源换流站输出的交流电压的相角的指令值θ：

θ(t)＝∫ω^*(t)dt+θ₀