[发明专利]一种陆上换流站对谐波的响应特性分析及参数优化方法

说明书

本发明提供了一种陆上换流站对谐波的响应特性分析及参数优化方法，所述方法通过推导并联立并网陆上换流站所包含的各子系统的传递函数模型，构建得到并网陆上换流站的全系统传递函数信号流图；选定直流侧扰动量作为输入量，以网侧的待分析变量扰动量作为输出量，推导得到输出量关于输入量的传递函数解析式；基于解析式分析输出量的幅值特性及参数对其幅值特性的影响规律，进而通过根据参数对幅值的影响规律来优化参数以降低系统侧谐波幅值。本发明通过构建以直流海缆侧的谐波电流作为输入以交流侧电压、电流作为输出的传递函数模型，以解决交流电网侧的间谐波与谐波幅值分析及抑制的问题。

技术领域

本发明涉及远海风电场送出设备的谐波幅值特性分析及抑制方法，尤其涉及基于传递函数幅频特性的并网柔性直流输电陆上换流站对直流侧谐波的幅频响应特性分析，及通过参数优化来降低谐波幅值的抑制抑制方法。

背景技术

柔性直流输电正成为远海风电外送的方式之一，柔性直流输电的海上整流站将风电产生的交流电整流为直流电，直流海缆进行直流电的远距离传输，最终陆上换流站进行逆变后并入交流电网。在一定条件下，海上风电与柔性直流输电的整流侧之间存在交互作用产生的谐波/间谐波分量会流入到并网陆上换流站，经陆上换流站变流控制系统响应后馈入交流电网，馈入电网的谐波/间谐波在一定条件下会对受端电网的大容量火电机组及电力系统的安全稳定运行带来影响。由此，掌握柔性直流输电逆变站对谐波的响应特性以及参数对其影响，具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的是提出一种基于传递函数幅频特性的并网柔性直流输电陆上换流站对直流侧谐波的响应特性分析及参数优化方法。在一定条件下风电与柔性直流输电整流侧的相互作用会产生间谐波/谐波分量，该分量会传输至并网柔性直流输电的陆上换流站，经并网陆上换流站变流控制系统的响应作用后馈入交流电网，当馈入电网中的谐波/间谐波分量幅值较高时会对受端电网中的火电机组及并网系统的安全稳定运行带来影响。由此，本发明通过构建以直流海缆侧的谐波电流作为输入以交流侧电压、电流作为输出的传递函数模型，以解决交流电网侧的间谐波与谐波幅值分析及抑制的问题。

为实现上述目的，本发明提出了用于并网柔性直流输电逆变站对直流侧谐波幅值分析及参数优化的传递函数，适用于并网陆上换流站对直流侧馈入的谐波的响应特性分析，本发明采用的技术方案为：

一种陆上换流站对谐波的响应特性分析及参数优化方法，其特征在于所述方法是基于构建得到的传递函数模型，计算得到柔性直流输电陆上换流站对直流侧的谐波的响应特性；所述方法通过推导并联立并网陆上换流站所包含的各子系统的传递函数模型，构建得到并网陆上换流站的全系统传递函数信号流图；选定直流侧扰动量作为输入量，以网侧的待分析变量扰动量作为输出量，推导得到输出量关于输入量的传递函数解析式；基于解析式分析输出量的幅值特性及参数对其幅值特性的影响规律，进而通过根据参数对幅值的影响规律来优化参数以降低系统侧谐波幅值。

在采用上述技术方案的基础上，本发明还可采用以下进一步的技术方案，或对这些进一步的技术方案组合使用：

分析并网柔性直流输电陆上换流站定直流电压控制、无功功率控制、电流内环控制、锁相环节、控制系统与电气系统接口、陆上换流站变压器、锁相环节以及并网交流系统各子系统对谐波的响应特性并推导得到各环节的传递函数模型，在此基础上根据谐波信号的流动关系将各环节传递函数进行连接，进而构建得到并网柔性直流输电陆上换流站全系统的传递函数信号流图。

在构建并网柔性直流输电陆上换流站全系统闭环传递函数信号流图的基础上，选定直流侧谐波电流扰动量作为输入量选定并网交流测的电气量作为输出，进而推导得到输出量关于输入量的传递函数解析式。

在推导得到输出量关于直流侧输入量传递函数解析式的基础上，基于解析式分析控制参数及系统侧参数变化对传递函数幅频特性的影响规律，进而根据幅值 -参数规律来调节控制器参数与系统侧参数来降低柔性直流输电陆上换流站并网系统侧关注量的谐波幅值，由此达到抑制谐波幅值的目的。

本发明的有益效果是：