[发明专利]一种换流器控制方法及装置

说明书

本发明涉及一种应用于双极柔性直流输电系统的孤岛换流器过负荷限制方法及装置，属于直流输电领域。孤岛稳态运行时，双极的两台换流器均采用电压‑频率下垂控制策略，一旦检测到一极换流器过负荷，则将过负荷换流器的控制模式由电压‑频率下垂控制自动切换为有功‑无功功率控制，实现过负荷限制功能。本方法有效解决了孤岛运行下双极柔性直流输电系统过负荷及交流电压和频率稳定等问题，对孤岛系统应用于直流电网有着重要的指导意义。

技术领域

本发明属于电力系统柔性直流输电技术领域，具体涉及一种换流器控制方法及装置。

背景技术

柔性直流输电技术，是实现大规模可再生能源多点汇集、清洁能源高效利用和灵活消纳的一项重要技术手段，同时也是能源互联网快速发展的重要技术支撑。利用柔性直流输电系统实现联网，孤岛或弱系统下的稳定运行是可再生能源灵活上网和消纳的重要前提。

现阶段已投运的柔性直流输电工程一般采用单台或两台换流器交流侧并联结构，考虑到系统持续运行可靠性及稳定性的要求，由两台换流器交流侧并联构成的双极柔性直流输电系统是我国柔性直流输电工程未来的发展方向。

柔性直流输电系统由于其功率传输的灵活性，更适用于接入新能源孤岛或无源系统，此时需要双极柔性直流输电系统能提供稳定的交流电压，包括稳定的交流电压幅值和频率，因此孤岛新能源侧的换流站一般采用电压-频率下垂控制。但采用该方法的换流器，交流侧由新能源站输入换流器的功率不可控，可能发生新能源站发出功率过剩造成换流器过负荷的现象，此时需要迅速降低换流器向直流电网侧发出的有功功率，否则会造成直流电网电压过高导致换流器闭锁，严重时甚至会损坏换流器及直流线路上各类昂贵的开关器件。

考虑到上述问题，同时针对目前适用于工程应用的新能源孤岛弱电网或无源系统接入的换流器控制方法尚不成熟的现状，需要设计一种适合于工程运用的孤岛控制和过负荷控制相结合的技术控制方案。

发明内容

本发明的目的是提供一种换流器控制方法及装置，用以解决双极柔性直流输电系统中新能源孤岛弱电网或无源系统电力送出的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种换流器控制方法，所述换流器为两台交流侧并联结构构成的双极系统，当系统稳定运行时，各台换流器均采用电压-频率下垂控制策略，当其中一台换流器首先过负荷时，则该换流器控制方式由电压-频率下垂控制自动转换为有功- 无功功率控制，实现对过负荷的限制功能，该控制方法的步骤如下：

1)采集换流器的交流侧实测吸收有功P_s1，并利用过负荷限制逻辑判断有功 P_s1是否越限，如果P_s1越限，则判断该换流器过负荷并进入控制模式切换逻辑，控制模式切换逻辑将本换流器控制模式由电压-频率下垂控制调整为有功-无功功率控制；

2)当检测到换流器过负荷后，该换流器的有功、无功参考值由过负荷限制逻辑处理得到，过负荷逻辑自动设置有功过负荷限制参考值P_{ref_oll}和无功过负荷限制参考值Q_{ref_oll}，作为有功-无功功率控制的指令输入；

3)当检测到换流器过负荷后，该换流器采用的有功-无功功率控制通过对换流器交流侧电压U_{s_abc}锁相，得到内环电流控制的系统电压相位控制值θ_ref。

进一步的，所述步骤2)中设置每台换流器允许吸收的最大有功功率为P_lim，允许吸收的最大无功功率为Q_lim；过负荷逻辑采集两台换流器交流侧吸收的总有功P_all，采集本换流器交流侧吸收的有功功率P_s1；过负荷逻辑采用如下两种控制逻辑之一：