[发明专利]基于低频转矩和高频转矩判定VSC投入的方法

说明书

技术领域

本发明涉及高压直流输电领域，特别涉及一种基于低频转矩和高频转矩判定VSC投入的方法。

背景技术

电压源型换流器高压直流(VSC-HVDC)输电技术是一种基于电压源型换流器、全控型开关器件和脉冲宽度调制的新型直流输电技术。现有研究表明，VSC(电压源型换流器)中的关键元件锁相环(PLL)对其稳定运行具有决定性影响。虽然VSC在孤岛控制方式下可以向无源网络送电，但其在弱系统与极弱系统环境下，受PLL特性影响，非孤岛控制方式下的VSC的稳定运行无法有效保障。现有相关成果大多从小信号模型、根轨迹、阻抗矩阵及仿真实验等方面展开研究，虽然能一定程度上说明问题，但是仍然不能解释非孤岛控制方式下的VSC无法稳定运行的根本原因。

发明内容

本发明的目的在于：解决如何实现提前预判VSC投入后交流系统的稳定性，避免非孤岛控制方式下的VSC的不合理投入对电网造成冲击和损害的技术问题。

为了实现上述发明目的，本发明提供一种基于低频转矩和高频转矩判定VSC投入的方法，其包括以下步骤，

S1：计算出用于表征连接VSC的交流系统强度的短路比指标SCR；其中所述VSC工作在非孤岛控制方式下；

S2：提取出所述VSC中锁相环的控制参数，即比例参数k_p与积分参数k_i；

S3：计算出低频转矩与高频转矩其中ω为振荡频率；

S4：判断低频转矩是否小于最小低频转矩，以及高频转矩是否小于最小高频转矩；其中，所述最小低频转矩根据低频转矩的减小对稳态电压的波动不超过额定电压的5％而设定，所述最小高频转矩根据高频转矩的减小对稳态电压的波动不超过额定电压的5％而设定；

S5：若低频转矩不小于所述最小低频转矩且高频转矩不小于所述最小高频转矩，则投入所述VSC，否则，不投入所述VSC。

根据一种具体的实施方式，在本发明基于低频转矩和高频转矩判定VSC投入的方法中，若不投入所述VSC，则增加所述交流系统强度，直至低频转矩不小于所述最小低频转矩且高频转矩不小于所述最小高频转矩。

根据一种具体的实施方式，在本发明基于低频转矩和高频转矩判定VSC投入的方法中，若不投入所述VSC，则调整比例参数k_p和积分参数k_i，使低频转矩不小于所述最小低频转矩且高频转矩不小于所述最小高频转矩。

与现有技术相比，本发明的有益效果：本发明基于低频转矩和高频转矩判定VSC投入的方法中，通过VSC的控制参数及交流系统的强度，计算出电压源型换流器的低频转矩及高频转矩，并通过对交流系统中低频转矩和高频转矩的分析判断，确定非孤岛控制模式下的VSC投入该交流系统后能否稳定运行，即交流系统稳态电压的波动不超过额定电压的5％。因此，本发明不仅能够提前预判VSC投入后交流系统的稳定性，又能保障VSC直流输电系统的安全使用，避免VSC的不合理投入对电网造成冲击和损害。

附图说明：

图1是本发明判定VSC投入的流程示意图；

图2是本发明电网仿真模型的结构示意图；

图3至图7是在系统强度SCR＝2.5且k_p分别为50000、5000、2500、1000和100时系统的仿真结果图；

图8至图12是在系统强度SCR＝2.5且k_p分别为100、10、5、1.5和0.5时系统的仿真结果图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。

本发明提供一种基于低频转矩和高频转矩判定VSC投入的方法，其包括以下步骤，

S1：计算出用于表征连接VSC的交流系统强度的短路比指标SCR，并且该VSC工作在非孤岛控制方式下。

S2：提取出所述VSC中锁相环的控制参数，即比例参数k_p与积分参数k_i。

S3：计算出低频转矩与高频转矩其中ω为振荡频率。

S4：判断低频转矩是否小于最小低频转矩，以及高频转矩是否小于最小高频转矩；其中，最小低频转矩根据低频转矩的减小对稳态电压的波动不超过额定电压的5％而设定，最小高频转矩根据高频转矩的减小对稳态电压的波动不超过额定电压的5％而设定。