[发明专利]含双回柔性直流两区域异步互联系统频率一致性控制方法

摘要

本发明涉及一种适用于含双回柔性直流两区域异步互联系统的频率一致性控制方法，包含“就地控制”层及“上层集中”控制层两部分：“上层集中”控制层：由直流电压控制律及辅助功率控制环构成，具体实现形式如下：1)直流电压控制律；2)辅助功率控制环。“就地控制”层：电压端及功率端换流站均引入通用化频率‑电压辅助控制结构；此外，引入直流电压信号调整系数α，可实现控制器输入端电压信号在就地电压和上层集中控制电压参考间灵活切换，即使发生上层集中控制器故障及通信故障等紧急工况时，双回路直流系统仍然可以通过就地控制及就地测量信息，为受扰交流电网提供一定的频率支撑。

主权项

1.一种适用于含双回柔性直流两区域异步互联系统的频率一致性控制方法，包含“就地控制”层及“上层集中”控制层两部分。其特征在于：第一部分，“上层集中”控制层：由直流电压控制律及辅助功率控制环构成，具体实现形式如下：1)直流电压控制律：直流系统利用双回直流线路两端直流电压就地测量值，求取直流电压平均值，为“就地控制”层提供直流电压参考，最终实现含双回柔性直流两区域异步互联系统频率一致性控制目标，直流电压控制律表述如下：式中，u_dc1和u_dc3分别为双回直流线路电压端换流站就地直流电压；u_dc2和u_dc4分别为双回直流线路功率端换流站就地直流电压；u_com1和u_com2分别为双回直流线路两分支平均电压值，为“就地控制”层提供直流电压参考；2)辅助功率控制环:利用功率端换流站外环功率控制产生的辅助功率参考信息，并通过PI控制，为就地控制层功率端换流站提供辅助功率参考，最终实现交流电网受扰后直流系统的快速响应功率在双回直流线路中按照其备用容量比进行合理承担，具体实现形式如下P_add＝[m(P_ref4+P_add)‑(P_ref2‑P_add)](k_p,PP+k_i,PP/s)式中，m表示双回直流线路备用容量比；P_ref2，P_ref4和P_add分别表示功率端换流站VSC2，VSC4外环功率控制产生的辅助功率参考，及上层集中控制层辅助功率控制环产生的辅助功率参考；k_p,PP和k_i,PP分别表示辅助功率控制环PI控制器的比例系数及积分系数；第二部分，“就地控制”层：电压端及功率端换流站均引入通用化频率‑电压辅助控制结构；此外，引入直流电压信号调整系数α，可实现控制器输入端电压信号在就地电压和上层集中控制电压参考间灵活切换，即使发生上层集中控制器故障及通信故障等紧急工况时，双回路直流系统仍然可以通过就地控制及就地测量信息，为受扰交流电网提供一定的频率支撑；“就地控制”层电压端换流站及功率端换流站就地控制策略具体实现方式如下：1)电压端换流站就地控制电压端换流站VSC1及VSC3控制策略，做如下两处改进：①添加通用化频率‑电压辅助控制结构；②引入直流电压信号调整系数α；①通用化频率‑电压辅助控制结构具体实现形式如下式中，k_p,UU和k_i,UU分别表示外环频率‑电压辅助控制环PI控制器的比例系数及积分系数；u_ref1和u_ref3分别表示通用化频率‑电压辅助控制产生的直流电压辅助参考；ω₁为第一交流电网的交流频率；α表示直流电压信号调整系数；②直流电压信号调整系数α：用于实现控制器输入端电压信号在就地电压和上层集中控制电压参考间灵活切换；2)功率端换流站就地控制功率端换流站VSC2及VSC4控制策略，做如下两处改进：①添加通用化频率‑电压辅助控制结构；②引入直流电压信号调整系数α；通用化频率‑电压辅助控制结构具体实现形式如下式中，k_p,PU和k_i,PU分别表示外环频率‑电压辅助控制环PI控制器的比例系数及积分系数；ω₂为第二交流电网的交流频率。