[发明专利]一种级联型混合直流系统及控制方法

说明书

本发明公开了一种级联型混合直流系统及控制方法，包括整流侧LCC换流站、逆变侧高端LCC换流站、逆变侧低端VSC换流站和所述的逆变侧附加控制器。优点：本发明可利用级联型混合直流逆变侧附加频率控制器抑制受端新能源系统的频率波动，提高受端系统频率稳定性，通过VSC1逆变器的定直流电压控制、VSC2逆变器的含后备定直流电压控制的定功率控制、VSC3逆变器的定功率控制进行VSC间的协调控制，可有效提升功率控制范围，实现提升大规模新能源接入系统频率稳定性的效果。

技术领域

本发明涉及一种级联型混合直流系统及控制方法，属于高压直流输电混合直流技术领域。

背景技术

典型的混合直流输电一般将两端常规直流的受端LCC(常规高压直流输电)换流站替换为VSC(电压源型换流器)换流站，以消除LCC作为逆变站的换相失败缺陷，同时提升受端系统的电压稳定性。近年来相关学者提出受端级联型混合直流输电技术，即将受端VSC扩展为多个VSC并联后再与高端LCC串联，同时低端VSC落点于不同区域电网，在增加混合直流系统传输功率的同时，其多落点结构也同时有利于工程的分期建设。与常规直流系统不同，白鹤滩受端系统采用级联型结构，使得其相关控制策略与常规点对点直流系统不同，尤其是低端VSC系统能够在受送端LCC电流指令控制的同时，独立分配各站的有功功率。在低端VSC直流采取主从控制的情况下，使得逆变侧直流附加控制成为可能。

另一方面，随着以风电为代表的新能源装机容量的不断增加，原有电力系统的惯性及频率稳定性随着降低。由于风电的随机性、波动性，新能源接入系统的频率也随着风能的变化出现随机波动。为了抑制由新能源波动带来的系统频率不稳定问题，除了采取风能预测、联合调度等长期的调控手段，使用直流输电的附加频率控制也是一种常用的手段。但是常规直流的频率控制均在送端，且易引发无功电压稳定性问题；而普通的柔性VSC直流容量较小，在新能源波动较大的情况无法实现有效控制。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服常规LCC直流控制频率易引发无功电压波动，以及普通点对点VSC直流控制频率难以提升控制规模的问题，提供一种级联型混合直流系统及控制方法。

为解决上述技术问题，本发明提供一种逆变侧交流系统频率波动抑制方法，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。

一种逆变侧附加控制器，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；