[发明专利]一种双端柔性直流输电系统电网故障无通信穿越控制方法

摘要

本发明公开了一种双端柔性直流输电系统电网故障无通信穿越控制方法，包括Udc/Q端故障的检测与控制以及Udc/Q端故障时，P/Q端协助Udc/Q端实现故障穿越的检测和控制以及P/Q端古装的检测与控制，本发明不需要依靠通信线路或者故障处理附加电路，从而抑制直流母线电压过压和交流母线电流过流等，实现了柔性直流输电系统的故障穿越。

主权项

1.一种双端柔性直流输电系统电网故障无通信穿越控制方法，其特征在于，在Udc/Q端和P/Q端分别进行控制：Udc/Q端控制方法如下：步骤11：检测Udc/Q端所联交流系统三相母线电压va1、vb1、vc1，做abc‑dq变换，得到电压d轴分量和q轴分量vd1和vq1，判断vd1与门限值的大小：当vd1大于门限值时，故障标志Fa置0，当vd1小于或者等于门限值时，则故障标志Fa置1；步骤12：根据步骤11产生的故障标志Fa，判断故障是否发生，在正常工况下，Udc/Q端电流内环控制器接收电压外环控制器输出的原有控制量Cold；当故障标志Fa由0变为1即上升沿时，则故障发生，原有控制量Cold的取值按照时间间隔T1变换到新的控制量Cnew，其中T1≥0，同时，在经过时间间隔T1后，其中T1≥0，设置切换标志a置1，此时切换标志a作为禁止信号，停止电压外环控制器工作，切换标志a作为开关信号，将原有控制量Cold切换到新的控制量Cnew，新的控制量Cnew作用到电流内环控制器中；新的控制量Cnew确定方法为：记故障前三相母线电压d轴分量和q轴分量为vd1和vq1，记故障后三相母线电压d轴分量和q轴分量为v'd1和v'q1，三相电网常见故障包括单相接地、相间短路以及三相接地故障，不同故障下，v'd1和v'q1的取值是不一样的，鉴于此，新的控制量是在原有控制量的基础上乘以一个比例系数k，该系数k按照下式来确定，新的控制量为Cnew与原有控制量为Cold满足如下关系：当故障标志Fa为由1变为0即下降沿时，则故障消失，新的控制量Cnew的取值按照时间间隔T2变换到原有控制量Cold，同时，在经过时间间隔T2后，其中T2≥0，设置切换标志a置0，此时切换标志a作为为开关信号，启动电压外环控制器工作，将新的控制量Cnew切换到原有控制量Cold，原有控制量Cold重新作用到电流内环控制器中；P/Q端控制方法如下：步骤21：P/Q端协助Udc/Q端实现故障穿越的检测和控制，在步骤11检测Udc/Q端所联交流系统三相母线电压的同时，P/Q端检测该侧出口直流母线电压udc，正常工况下，直流母线电压udc在大于低压门限值且小于高压门限值时，故障标志Fb置0；当直流母线电压udc≥高压门限值或直流母线电压udc≤低压门限值时，则发生故障，故障标志Fb置1；步骤22：确定新的功率指令值P2*，首先，根据比例‑积分(PI)环节的表达式Kp×Err+Ki×∫Err·dt，式中，Kp是比例系数，Ki是积分系数，dt表示对时间的积分以及比例‑积分(PI)环节的输入是直流母线电压参考值Udc*与实测的直流母线电压udc的差值，即Err＝Udc*‑udc，确定比例‑积分(PI)环节的输出，比例‑积分(PI)环节的输出与故障标志Fb相乘，即为功率扰动值PΔ：新的功率指令值P2*＝原有功率指令值P1*+功率扰动值PΔ，将新的功率指令值P2*代入P/Q端下级控制部分；步骤31：P/Q端故障的检测与控制，在步骤11检测Udc/Q端所联交流系统三相母线电压的同时，检测P/Q端所联交流系统三相母线电压va2、vb2、vc2，做abc‑dq变换，得到电压d轴和q轴分量vd2、vq2，判断vd2与门限值的大小：当vd2大于门限值时，故障标志Fc置0，当vd2小于或者等于门限值时，则故障标志Fc置1；在正常工况下，故障标志Fc为0，P/Q端电流内环d轴接收原有控制量Id*，P/Q端电流内环q轴接收原有控制量Iq*；当故障标志F_c由0变为1即上升沿时，则故障发生，控制P/Q端电流内环d轴原有控制量I_d^*变为新的控制量q轴原有控制量I_q^*变为新的控制量新的电流内环d轴和q轴控制量指令值分别按下式进行确定：式中，Ilim、Iqm、Vdm分别是总的电流限幅值、q轴电流限幅值以及电压限幅值；当故障标志F_c为由1变为0即下降沿时，则故障消失，控制P/Q端电流内环d轴由新的控制量变为原有控制量I_d^*，q轴由新的控制量变为原有控制量I_q^*。