[发明专利]基于能量控制的风电柔直送出次同步振荡抑制方法及系统

说明书

本发明提供一种基于能量控制的风电柔直送出系统次同步振荡抑制方法，包括：MMC的基本控制器输出交流电压参考值和环流电压二倍频分量的参考值；总能量控制器和相间能量控制器输出环流电压直流分量的参考值；桥臂间能量控制器输出环流电压基频分量的参考值；总能量参考值中引入交流侧功率阻尼控制环节，调节环流电压直流分量的参考值；将交流电压参考值、环流电压二倍频分量的参考值、环流电压直流分量的参考值以及环流电压(一倍频)基频分量的参考值送调制环节输出调制信号。本发明充分利用MMC的多控制自由度，通过对桥臂电容能量进行控制，不仅能有效抑制风电柔直送出系统的次同步振荡问题，还可改善MMC的内部电容电压和直流侧电压的控制性能。

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，具体地说，涉及一种基于能量控制器的风电柔直送出次同步振荡抑制方法及系统。

背景技术

风电已成为我国的第三大主力电源。然而，我国陆上的千万千瓦级风电基地主要坐落于三北地区，距离负荷中心远，需要通过高压直流输电将风电输送至负荷中心。柔性直流输电技术由于其在有功无功等调节上具有灵活可变的优势，逐渐成为高压直流输电的主流。模块化多电平换流器(MMC)因其模块化程度高、损耗低、易扩展等优势成为柔直换流器的主流拓扑。但是随着风电柔直送出工程的不断建设，风电柔直送出系统的振荡问题凸显。目前工程上MMC采用的控制策略主要是借鉴两电平电压源型换流器(VSC)的矢量控制结构，并未对MMC内部电容能量进行有效控制。而不同于两电平VSC，MMC的内部电容能量可以作为额外的控制自由度，可以用来实现更好的控制性能。目前尚缺乏采用能量控制实现风电-柔直MMC互联系统次同步振荡抑制的研究。

发明内容

针对现有技术中的不足，本发明的目的是提供一种基于能量控制器的风电柔直送出系统次同步振荡抑制方法及系统。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案。

根据本发明的一个方面，提供了一种基于能量控制器的风电柔直送出系统次同步振荡抑制方法，包括：

MMC的基本控制器输出交流电压参考值和环流电压二倍频分量的参考值；

MMC的总能量控制器和相间能量控制器输出环流电压直流分量的参考值；

MMC的桥臂间能量控制器输出环流电压基频分量的参考值；

将所述交流电压参考值、环流电压二倍频分量的参考值、所述环流电压直流分量的参考值以及所述环流电压基频分量的参考值作为输出调制信号。

优选地，所述MMC的基本控制器包括交流电压控制器和环流电压抑制器；

所述交流电压控制器的控制器参数包括：

交流电压外环的比例和积分系数和电流内环的比例和积分系数；

所述环流电压抑制器的控制器参数包括：

环流电压抑制器的比例和积分系数；

所述总能量控制器和相间能量控制器的控制器参数包括：

总能量控制器外环的比例和积分系数，相间能量控制器外环的比例和积分系数和能量控制器电流内环的比例和积分系数；

所述桥臂间能量控制器的控制器参数包括：

桥臂间能量控制器外环的比例和积分系数和能量控制器电流内环的比例和积分系数。

优选地，所述MMC的基本控制器输出交流电压参考值和环流电压二倍频分量的参考值，包括：

所述交流电压控制器电压外环：