[发明专利]一种级联型混合直流系统及控制方法

权利要求书

1.一种逆变侧交流系统频率波动抑制方法，其特征在于，

获取新能源交流系统的频率差；

对频率差进行高频噪声信号滤除，得到滤波后的信号；

对滤波后的信号进行比例积分控制，得到附加有功控制信号；

当VSC逆变器解锁时，附加频率控制启动，对获得的附加有功控制信号进行速率限幅控制，得到最终的附加有功控制信号P_add；

根据最终的附加有功控制信号P_add和预先设置的VSC的外环功率控制参考值P_sref，得到新的VSC的外环功率控制参考值；

将新的VSC的外环功率控制参考值与外环功率控制测量值P_s比较后进行比例积分控制，再经过限幅环节，得到外环有功电流输出信号i_dref。

2.一种逆变侧附加控制器，其特征在于，包括：

输入端，用于获取新能源交流系统的频率差；

滤波器，用于对频率差进行高频噪声信号滤除，得到滤波后的信号；

比例积分控制器，用于对滤波后的信号进行比例积分控制，得到附加有功控制信号；

解锁环节模块，用于当VSC逆变器解锁时，附加频率控制解锁，启动附加频率控制；

速率限幅模块，用于在启动附加频率控制后，对获得的附加有功控制信号进行速率限幅环节，以限制调节速度，得到最终的附加有功控制信号P_add；

抑制模块，用于根据最终的附加有功控制信号P_add和预先设置的VSC的外环功率控制参考值P_sref，得到新的VSC的外环功率控制参考值；

输出模块，用于将新的VSC的外环功率控制参考值与外环功率控制测量值P_s比较后进行比例积分控制，再经过限幅环节，得到外环有功电流输出信号i_dref。

3.根据权利要求2所述的逆变侧附加控制器，其特征在于，所述滤波器采用一阶低通滤波器。

4.一种级联型混合直流系统，其特征在于，包括整流侧LCC换流站、逆变侧高端LCC换流站、逆变侧低端VSC换流站和权利要求2所述的逆变侧附加控制器；

所述整流侧LCC换流站，用于将送端交流系统输出的交流电压U_ac整流为直流电压U_dc，并输出直流I_dc到直流线路；

所述逆变侧高端LCC换流站与逆变侧低端VSC换流站串联构成逆变站，所述逆变站用于将直流线路输出的直流逆变为交流电压U_ac1、U_ac2、U_ac3、U_ac4，并分别连接于四个不同的受端交流系统；

所述逆变侧高端LCC换流站承担直流线路输出的直流电压U_{dc_lcc}，并逆变为交流电压U_ac1；

所述逆变侧低端VSC换流站包括并联的VSC1逆变器、VSC2逆变器和VSC3逆变器，其中，所述VSC1逆变器、VSC2逆变器和VSC3逆变器均承担直流线路输出的直流电压U_{dc_VSC}，分别逆变为交流电压U_ac2、U_ac3、U_ac4；

所述逆变侧低端VSC换流站总功率与逆变侧高端LCC换流站相等；

所述VSC3逆变器接入的受端交流系统包括新能源交流系统；

所述逆变侧附加控制器与VSC3逆变器连接。

5.根据权利要求4所述的级联型混合直流系统，其特征在于，

所述整流侧LCC换流站采用定电流控制模式；

所述逆变侧高端LCC换流站采用定电压控制模式；

所述VSC1逆变器采用定直流电压控制模式；

所述VSC2逆变器采用含后备定直流电压控制的定功率控制模式；

所述VSC3逆变器采用定功率控制模式。

6.一种级联型混合直流输电控制方法，其特征在于，包括权利要求4所述的级联型混合直流系统，还包括如下步骤：

预先设置整流侧LCC换流站为定电流控制、逆变侧高端LCC换流站为定电压控制；设置VSC1逆变器为定直流电压控制、VSC2逆变器为含后备定直流电压控制的定功率控制、VSC3逆变器为定功率控制，并使得低端VSC换流站总功率与高端LCC换流站相等；

在满足上述设置后，解锁整个直流系统，提升系统输送的直流功率达到预先指定水平；

在系统输送的直流功率达到预先指定水平后，获取含新能源交流系统的受端交流系统的频率差Δf；

对频率差进行高频噪声信号滤除，得到滤波后的信号；

对滤波后的信号进行比例积分控制，得到附加有功控制信号；

当VSC3逆变器解锁时，附加频率控制启动，对获得的附加有功控制信号进行速率限幅控制，得到最终的附加有功控制信号P_add；

根据最终的附加有功控制信号P_add和预先设置的VSC3的外环功率控制参考值P_sref，更新新的VSC3的外环功率控制参考值；

将新的VSC3的外环功率控制参考值与外环功率控制测量值P_s比较后进行比例积分控制，再经过限幅环节，得到外环有功电流输出信号i_dref。