[发明专利]一种抑制电磁环网功率环流的方法和装置

权利要求书

1.一种抑制电磁环网功率环流的方法，其特征在于，包括：

根据第一换流母线BUS1或第二换流母线BUS2的电压幅值计算电磁环网的开口电压；

根据电磁环网的开口电压分别获取第一逆变器和第二逆变器的附加控制信号，并根据第一逆变器和第二逆变器的附加控制信号分别得到第一逆变器和第二逆变器的熄弧角调制信号；根据第一逆变器和第二逆变器的熄弧角调制信号计算第一逆变器和第二逆变器的触发角，并根据第一逆变器和第二逆变器的触发角以及第一逆变器和第二逆变器的熄弧角调制信号确定第一逆变器和第二逆变器的输出功率；

所述第一逆变器的电压等级大于第二逆变器的电压等级；

所述第一逆变器与第一换流母线BUS1连接，所述第二逆变器与第二换流母线BUS1连接，所述第一换流母线BUS1与第二换流母线BUS2通过n个依次串联的联络变压器连接；

所述根据第一换流母线BUS1或第二换流母线BUS2的电压幅值计算电磁环网的开口电压包括：

电磁环网的开口电压如下式：

ΔU＝U₁-k₁×k₂×…×k_n×U₁ (1)

或

ΔU＝U₂-k₁×k₂×…×k_n×U₂ (2)

其中，ΔU表示电磁环网的开口电压，k_n表示第n个联络变压器的变比，U₁表示第一换流母线BUS1的电压幅值，U₂表示第二换流母线BUS2的电压幅值；所述根据电磁环网的开口电压分别获取第一逆变器和第二逆变器的附加控制信号包括：

第一逆变器和第二逆变器的附加控制信号分别如下式：

Δu₁＝-ΔU (3)

Δu₂＝ΔU (4)

其中，Δu₁表示第一逆变器的附加控制信号，Δu₂表示第二逆变器的附加控制信号；

所述根据第一逆变器和第二逆变器的附加控制信号分别得到第一逆变器和第二逆变器的熄弧角调制信号包括：

第一逆变器和第二逆变器的熄弧角调制信号分别如下式：

Δγ₁＝Δu₁(a₁+b₁/s) (5)

Δγ₂＝Δu₂(a₂+b₂/s) (6)

其中，Δγ₁表示第一逆变器的熄弧角调制信号，a₁、b₁分别表示第一逆变器的直流附加控制器的比例系数和积分系数，Δγ₂表示第二逆变器的熄弧角调制信号，a₂、b₂分别表示第二逆变器的直流附加控制器的比例系数和积分系数，s表示积分因子，Δγ₁和Δγ₂分别满足：

-Δγ_1max≤Δγ₁≤Δγ_1max (7)

-Δγ_2max≤Δγ₂≤Δγ_2max (8)

其中，Δγ_1max表示第一逆变器的熄弧角的幅值限制值，Δγ_2max分别表示第二逆变器的熄弧角的幅值限制值；

所述根据第一逆变器和第二逆变器的熄弧角调制信号计算第一逆变器和第二逆变器的触发角包括：

第一逆变器和第二逆变器的触发角分别如下式：

α₁＝(γ₁-Δγ₁-γ_1ref)(K₁₁+K₁₂/s) (9)

α₂＝(γ₂-Δγ₂-γ_2ref)(K₂₁+K₂₂/s) (10)

其中，α₁、α₂分别表示第一逆变器、第二逆变器的触发角，γ₁表示第一逆变器的熄弧角，γ₂表示第二逆变器的熄弧角，γ_1ref表示第一逆变器的熄弧角基准值，γ_2ref表示第二逆变器的熄弧角基准值，K₁₁、K₁₂分别表示第一逆变器中主控制器的比例系数和积分系数，K₂₁、K₂₂分别表示第二逆变器中主控制器的比例系数和积分系数；

所述根据第一逆变器和第二逆变器的触发角以及第一逆变器和第二逆变器的熄弧角调制信号确定第一逆变器和第二逆变器的输出功率包括：

判断α₁是否大于0，若是则第一逆变器的输出功率如下式：

P₁＝K₁U₁Icos(γ₁-Δγ₁) (11)

Q₁＝-K₁U₁Isin(γ₁-Δγ₁) (12)

其中，P₁表示第一逆变器输出的有功功率，Q₁表示第一逆变器输出的无功功率，I为直流线路电流，K₁表示第一逆变器的比例系数；

若α₁≤0，则第一逆变器的输出功率如下式：

P₁＝K₁U₁Icosγ₁ (13)

Q₁＝-K₁U₁Isinγ₁ (14)；

所述根据第一逆变器和第二逆变器的触发角以及第一逆变器和第二逆变器的熄弧角调制信号确定第一逆变器和第二逆变器的输出功率包括：

判断α₂是否大于0，若是则第二逆变器的输出功率如下式：

P₂＝K₂U₂Icos(γ₂-Δγ₂) (15)

Q₂＝-K₂U₂Isin(γ₂-Δγ₂) (16)

其中，P₂表示第二逆变器输出的有功功率，Q₂表示第二逆变器输出的无功功率，K₂表示第二逆变器的比例系数；

若α₂≤0，则第二逆变器的输出功率如下式：

P₂＝K₂U₂Icosγ₂ (17)

Q₂＝-K₂U₂Isinγ₂ (18)。

2.一种抑制电磁环网功率环流的装置，其特征在于，所述电磁环网包括第一逆变器、第二逆变器、第一换流母线BUS1、第二换流母线BUS2和n个依次串联的联络变压器；所述第一逆变器连接第一换流母线BUS1，所述第二逆变器连接第二换流母线BUS2，所述第一换流母线BUS1和第二换流母线BUS2通过n个依次串联的联络变压器连接；所述装置包括：

计算模块，用于根据第一换流母线BUS1或第二换流母线BUS2的电压幅值计算电磁环网的开口电压；

获取模块，用于根据电磁环网的开口电压分别获取第一逆变器和第二逆变器的附加控制信号，并根据第一逆变器和第二逆变器的附加控制信号分别得到第一逆变器和第二逆变器的熄弧角调制信号；

确定模块，用于根据第一逆变器和第二逆变器的熄弧角调制信号计算第一逆变器和第二逆变器的触发角，并根据第一逆变器和第二逆变器的触发角以及第一逆变器和第二逆变器的熄弧角调制信号确定第一逆变器和第二逆变器的输出功率；

所述计算模块具体用于：

电磁环网的开口电压如下式：

ΔU＝U₁-k₁×k₂×…×k_n×U₁ (1)

或

ΔU＝U₂-k₁×k₂×…×k_n×U₂ (2)

其中，ΔU表示电磁环网的开口电压，k_n表示第n个联络变压器的变比，U₁表示第一换流母线BUS1的电压幅值，U₂表示第二换流母线BUS2的电压幅值；所述获取模块具体用于：

第一逆变器和第二逆变器的附加控制信号分别如下式：

Δu₁＝-ΔU (3)

Δu₂＝ΔU (4)

其中，Δu₁表示第一逆变器的附加控制信号，Δu₂表示第二逆变器的附加控制信号；所述获取模块具体用于：

第一逆变器和第二逆变器的熄弧角调制信号分别如下式：

Δγ₁＝Δu₁(a₁+b₁/s) (5)

Δγ₂＝Δu₂(a₂+b₂/s) (6)

其中，Δγ₁表示第一逆变器的熄弧角调制信号，a₁、b₁分别表示第一逆变器的直流附加控制器的比例系数和积分系数，Δγ₂表示第二逆变器的熄弧角调制信号，a₂、b₂分别表示第二逆变器的直流附加控制器的比例系数和积分系数，s表示积分因子，Δγ₁和Δγ₂分别满足：

-Δγ_1max≤Δγ₁≤Δγ_1max (7)

-Δγ_2max≤Δγ₂≤Δγ_2max (8)

其中，Δγ_1max表示第一逆变器的熄弧角的幅值限制值，Δγ_2max分别表示第二逆变器的熄弧角的幅值限制值；所述确定模块具体用于：

第一逆变器和第二逆变器的触发角分别如下式：

α₁＝(γ₁-Δγ₁-γ_1ref)(K₁₁+K₁₂/s) (9)

α₂＝(γ₂-Δγ₂-γ_2ref)(K₂₁+K₂₂/s) (10)

其中，α₁表示第一逆变器的触发角，α₂表示第二逆变器的触发角，γ₁表示第一逆变器的熄弧角，γ₂表示第二逆变器的熄弧角，γ_1ref表示第一逆变器的熄弧角基准值，γ_2ref表示第二逆变器的熄弧角基准值，K₁₁、K₁₂分别表示第一逆变器中主控制器的比例系数和积分系数，K₂₁、K₂₂分别表示第二逆变器中主控制器的比例系数和积分系数；所述确定模块具体用于：

判断α₁是否大于0，若是则第一逆变器的输出功率如下式：

P₁＝K₁U₁Icos(γ₁-Δγ₁) (11)

Q₁＝-K₁U₁Isin(γ₁-Δγ₁) (12)

其中，P₁表示第一逆变器输出的有功功率，Q₁表示第一逆变器输出的无功功率，I为直流线路电流，K₁表示第一逆变器的比例系数；

若α₁≤0，则第一逆变器的输出功率如下式：

P₁＝K₁U₁Icosγ₁ (13)

Q₁＝-K₁U₁Isinγ₁ (14)；

所述确定模块具体用于：

判断α₂是否大于0，若是则第二逆变器的输出功率如下式：

P₂＝K₂U₂Icos(γ₂-Δγ₂) (15)

Q₂＝-K₂U₂Isin(γ₂-Δγ₂) (16)

其中，P₂表示第二逆变器输出的有功功率，Q₂表示第二逆变器输出的无功功率，K₂表示第二逆变器的比例系数；

若α₂≤0，则第二逆变器的输出功率如下式：

P₂＝K₂U₂Icosγ₂ (17)

Q₂＝-K₂U₂Isinγ₂ (18)。