CN103346582B - 柔性直流输电系统站级控制模式的无缝切换方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种柔性直流输电系统站级控制模式的无缝切换方法。将柔性直流输电系统站级控制模式分为有功功率类控制模式和无功功率类控制模式；柔性直流输电系统站级控制采用双闭环或者多闭环的控制方法，其中内环为电流控制环，外环为功率、电压、频率等控制环，外环实现形式均为PI控制，本发明所述切换是指相同功率模式类下面外环间的切换。本发明在控制模式的切换过程中，为了避免不恰当的模式切换造成系统冲击，本发明将模式切换前有功电流内环的参考值赋值给切换后外环有功功率类控制的PI积分和PI输出；将模式切换前无功电流内环的参考值赋值给切换后外环无功功率类控制的PI积分和PI输出；然后再进行切换后控制模式的PI计算，从而实现各个控制模式之间的快速无缝切换。
Description
技术领域
本发明涉及一种柔性直流输电系统站级控制模式的无缝切换方法，特别是一种对柔性直流输电系统站级控制模式进行无缝切换的控制方法，属于柔性直流输电系统站级控制模式的无缝切换方法的创新技术。
背景技术
高压柔性直流输电技术是当前国内外大功率电力电子研究领域重点和难点之一。其采用可控关断型电力电子器件，既可以实现有功功率和无功功率的独立控制，又能向无源系统供电。在潮流反转时，直流电流方向反转而直流电压极性不变，且换流器之间无需通信，有利于构成既能方便地控制潮流又有较高可靠性的并联多端直流输电系统，具有广阔的应用前景。
但是高压柔性直流输电技术在世界上尚缺乏建设和运行经验，特别是多端柔性直流输电系统，其控制目标较多，需要根据实际情况在不同控制模式间进行切换，采用性能良好的切换控制算法，有利于减小系统模式切换过程中的震荡和冲击，提高柔性直流输电系统控制的稳定性。
直流输电系统的站级控制可以分为有功控制类和无功控制类两个部分，如图1所示，柔性直流输电系统的站级控制采用dq解耦双闭环控制，外环根据模式指令进行相应的模式控制，内环分别采用有功电流闭环和无功电流闭环。图中idref为d轴(有功)电流参考值，iqref为q轴(无功)电流参考值，ua，ub，uc为输出的三相调制调制波。其中有功控制类主要有直流电压控制模式、交流有功功率控制模式、直流有功功率控制模式以及频率控制模式四个部分；无功控制类主要有交流无功功率控制模式和交流电压幅值控制模式两个部分。柔性直流输电系统的站级控制模式由其上层的系统控制根据整个系统运行的状况决定其所处的具体工作模式，站级控制需要保证切换模式的快速性和平稳性，直接强制切换有可能引起系统震荡和不稳定情况发生。
发明内容
本发明的目的在于对柔性直流输电系统的站级控制模式实现无缝切换的柔性直流输电系统站级控制模式的无缝切换方法。采用本发明所述的控制方法能快速在各控制模式下进行无缝切换，能保证系统模式切换的稳定性。
本发明的柔性直流输电系统站级控制模式的无缝切换方法，柔性直流输电系统站级控制模式分为有功功率类控制模式和无功功率类控制模式，其中有功功率类控制模式分为直流电压控制模式、交流有功功率控制模式、直流有功功率控制模式以及频率控制模式；无功功率类控制模式分为交流无功功率控制模式和交流电压幅值控制模式，其中有功功率类的四种控制模式的切换采用如下步骤：
1)控制系统接受有功功率类控制模式指令输入，控制系统在每个控制周期均读取系统级控制下发给站级控制的有功功率类控制模式指令，根据模式指令决定是否改变有功功率类的控制模式；
2)判断当前有功功率工作模式和模式指令是否相等，如果相等，则说明控制模式不变，继续当前工作模式的控制，跳转至步骤5)；如果不相等，则说明需要切换有功功率类控制模式，执行步骤3)；
3)将当前有功功率类工作模式改为模式指令指定的有功功率类工作模式，执行步骤4)；
4)改变当前有功功率类工作模式的积分初始值和PI控制的输出值，将当前有功功率类的工作模式积分初始值改为上一个控制周期的有功电流参考值；将当前有功功率类工作模式的PI输出改变为上一个控制周期的有功电流参考值，执行步骤5)；
5)进行当前有功功率类工作模式的PI控制计算，执行步骤6)；
6)将步骤5)的PI输出赋值给交流有功电流参考值。
无功功率类的两种控制模式之间的的切换方法包括如下步骤：
11)控制系统接受无功功率控制类控制模式指令输入,控制系统在每个控制周期均读取系统级控制下发给站级控制的无功功率类控制模式指令，根据模式指令决定是否改变无功功率类的控制模式，执行步骤12)；
12)判断当前无功功率工作模式和模式指令是否相等,如果相等，则说明控制模式不变，继续当前工作模式的控制，跳转至执行步骤15)；如果不相等，则说明需要切换无功功率类控制模式，执行步骤13)；
13)将当前无功功率类工作模式改为模式指令指定的无功功率类工作模式，执行步骤14)；
14)改变当前无功功率类工作模式的积分初始值和PI控制的输出值,将当前无功功率类的工作模式积分初始值改为上一个控制周期的无功电流输出参考值；将当前无功功率类工作模式的PI输出改变为上一个控制周期无功电流输出参考值，执行步骤15)；
15)进行当前无功功率类工作模式的PI控制计算，执行步骤16)；
16)将步骤15)的PI输出赋值给交流无功电流参考值。
上述每个控制周期内，控制系统根据输入的控制参数以及控制指令进行PI控制及模式选择，输出调制信号。
上述输入的控制参数包括直流电压参考值、直流电压反馈值、直流有功功率参考值、直流有功功率反馈值、交流有功功率参考值、交流有功功率反馈值、频率参考值、频率反馈值、交流无功功率参考值、交流无功功率反馈值、交流电压参考值、交流电压反馈值，经过模式选择和PI控制，输出有功电流参考值和无功电流参考值，再经过派克反坐标变换输出调制信号。
上述相应控制模式的PI积分值和PI输出值经过赋值以后，再进行切换后控制模式的PI计算，实现各个控制模式之间的快速无缝切换。
上述有功功率类控制模式的模式切换前，上一模式的有功电流参考值赋值给切换后控制模式的外环有功的PI积分和PI输出。
上述无功功率类控制模式的模式切换前，上一模式的无功电流参考值赋值给切换后控制模式外环无功的PI积分和PI输出；最后进行切换后控制模式的PI计算，从而实现各个控制模式之间的快速无缝切换。
柔性直流输电系统站级控制一般采用双闭环或者多闭环的控制方法，其中内环为电流控制环，外环为功率、电压、频率等控制环，实现形式均为PI控制。本发明在控制模式的切换过程中，为了避免不恰当的模式切换造成系统冲击，本发明将模式切换前有功电流的参考值赋值给切换后控制模式外环有功的PI积分和PI输出；将模式切换前无功电流的参考值赋值给切换后控制模式外环无功的PI积分和PI输出；然后再进行切换后控制模式的PI计算，从而实现各个控制模式之间的快速无缝切换。
附图说明
图1为本发明柔性直流输电系统站级控制框图；
图2为本发明有功功率类模式切换算法流程图；
图3为本发明无功功率类模式切换算法流程图。
具体实施方式
实施例
本发明的柔性直流输电系统站级控制模式的无缝切换方法，柔性直流输电系统站级控制模式分为有功功率类控制模式和无功功率类控制模式，其中有功功率类控制模式分为直流电压控制模式、交流有功功率控制模式、直流有功功率控制模式以及频率控制模式；无功功率类控制模式分为交流无功功率控制模式和交流电压幅值控制模式，其中有功功率类的四种控制模式的切换采用如下步骤：
1)控制系统接受有功功率类控制模式指令输入，控制系统在每个控制周期均读取系统级控制下发给站级控制的有功功率类控制模式指令，根据模式指令决定是否改变有功功率类的控制模式；
2)判断当前有功功率工作模式和模式指令是否相等，如果相等，则说明控制模式不变，继续当前工作模式的控制，跳转至步骤5)；如果不相等，则说明需要切换有功功率类控制模式，执行步骤3)；
3)将当前有功功率类工作模式改为模式指令指定的有功功率类工作模式，执行步骤4)；
4)改变当前有功功率类工作模式的积分初始值和PI控制的输出值，将当前有功功率类的工作模式积分初始值改为上一个控制周期的有功电流参考值；将当前有功功率类工作模式的PI输出改变为上一个控制周期的有功电流参考值，执行步骤5)；
5)进行当前有功功率类工作模式的PI控制计算，执行步骤6)；
6)将步骤5)的PI输出赋值给交流有功电流参考值。
无功功率类的两种控制模式之间的的切换方法包括如下步骤：
11)控制系统接受无功功率控制类控制模式指令输入,控制系统在每个控制周期均读取系统级控制下发给站级控制的无功功率类控制模式指令，根据模式指令决定是否改变无功功率类的控制模式，执行步骤12)；
12)判断当前无功功率工作模式和模式指令是否相等,如果相等，则说明控制模式不变，继续当前工作模式的控制，跳转至执行步骤15)；如果不相等，则说明需要切换无功功率类控制模式，执行步骤13)；
13)将当前无功功率类工作模式改为模式指令指定的无功功率类工作模式，执行步骤14)；
14)改变当前无功功率类工作模式的积分初始值和PI控制的输出值,将当前无功功率类的工作模式积分初始值改为上一个控制周期的无功电流输出参考值；将当前无功功率类工作模式的PI输出改变为上一个控制周期无功电流输出参考值，执行步骤15)；
15)进行当前无功功率类工作模式的PI控制计算，执行步骤16)；
16)将步骤15)的PI输出赋值给交流无功电流参考值。
上述每个控制周期内，控制系统根据输入的控制参数以及控制指令进行PI控制及模式选择，输出调制信号。
上述输入的控制参数包括直流电压参考值、直流电压反馈值、直流有功功率参考值、直流有功功率反馈值、交流有功功率参考值、交流有功功率反馈值、频率参考值、频率反馈值、交流无功功率参考值、交流无功功率反馈值、交流电压参考值、交流电压反馈值，经过模式选择和PI控制输出有功电流参考值和无功电流参考值，再经过派克反坐标变换输出调制信号。
上述相应控制模式的PI积分值和PI输出值经过赋值以后，再进行切换后控制模式的PI计算，实现各个控制模式之间的快速无缝切换。
上述有功功率类控制模式的模式切换前，上一模式的有功电流参考值赋值给切换后控制模式的外环有功的PI积分和PI输出。
上述无功功率类控制模式的模式切换前，上一模式的无功电流参考值赋值给切换后控制模式外环无功的PI积分和PI输出；最后进行切换后控制模式的PI计算，从而实现各个控制模式之间的快速无缝切换。
在柔性直流输电系统的运行过程中，站级控制需要根据系统级控制的指令进行工作模式的切换，采用本发明的方法可以实现各种控制模式间的快速无缝切换。柔性直流输电系统站级控制一般采用双闭环或者多闭环的控制方法，其中内环为电流控制环，外环为功率、电压、频率等控制环，实现形式均为PI控制。本发明如图2所示，在控制模式的切换过程中，为了避免不恰当的模式切换造成系统冲击，本发明将模式切换前有功电流的参考值赋值给给切换后控制模式外环有功的PI积分和PI输出；本发明如图3所示，将模式切换前无功电流的参考值赋值给给切换后控制模式外环无功的PI积分和PI输出；然后再进行切换后控制模式的PI计算，从而实现各个控制模式之间的快速无缝切换。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员,在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的方法及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (6)
1.一种柔性直流输电系统站级控制模式的无缝切换方法，其特征在于柔性直流输电系统站级控制模式分为有功功率类控制模式和无功功率类控制模式，其中有功功率类控制模式分为直流电压控制模式、交流有功功率控制模式、直流有功功率控制模式以及频率控制模式；无功功率类控制模式分为交流无功功率控制模式和交流电压幅值控制模式，其中有功功率类的四种控制模式的切换采用如下步骤：
1）控制系统接受有功功率类控制模式指令输入，控制系统在每个控制周期均读取系统级控制下发给站级控制的有功功率类控制模式指令，根据模式指令决定是否改变有功功率类的控制模式；
2）判断当前有功功率工作模式和模式指令是否相等，如果相等，则说明控制模式不变，继续当前工作模式的控制，跳转至步骤5）；如果不相等，则说明需要切换有功功率类控制模式，执行步骤3）；
3）将当前有功功率类工作模式改为模式指令指定的有功功率类工作模式，执行步骤4）；
4）改变当前有功功率类工作模式的积分初始值和PI控制的输出值，将当前有功功率类的工作模式积分初始值改为上一个控制周期的有功电流参考值；将当前有功功率类工作模式的PI输出改变为上一个控制周期的有功电流参考值，执行步骤5）；
5）进行当前有功功率类工作模式的PI控制计算，执行步骤6）；
6）将步骤5）的PI输出赋值给交流有功电流参考值；
无功功率类的两种控制模式之间的切换方法包括如下步骤：
11）控制系统接受无功功率控制类控制模式指令输入，控制系统在每个控制周期均读取系统级控制下发给站级控制的无功功率类控制模式指令，根据模式指令决定是否改变无功功率类的控制模式，执行步骤12）；
12）判断当前无功功率工作模式和模式指令是否相等,如果相等，则说明控制模式不变，继续当前工作模式的控制，跳转至执行步骤15）；如果不相等，则说明需要切换无功功率类控制模式，执行步骤13）；
13）将当前无功功率类工作模式改为模式指令指定的无功功率类工作模式，执行步骤14）；
14）改变当前无功功率类工作模式的积分初始值和PI控制的输出值,将当前无功功率类的工作模式积分初始值改为上一个控制周期的无功电流输出参考值；将当前无功功率类工作模式的PI输出改变为上一个控制周期无功电流输出参考值，执行步骤15）；
15）进行当前无功功率类工作模式的PI控制计算，执行步骤16）；
16）将步骤15）的PI输出赋值给交流无功电流参考值。
2.根据权利要求1所述的柔性直流输电系统站级控制模式的无缝切换方法，其特征在于上述每个控制周期内，控制系统根据输入的控制参数以及控制指令进行模式选择及PI控制，输出调制信号。
3.根据权利要求2所述的柔性直流输电系统站级控制模式的无缝切换方法，其特征在于上述输入的控制参数包括直流电压参考值、直流电压反馈值、直流有功功率参考值、直流有功功率反馈值、交流有功功率参考值、交流有功功率反馈值、频率参考值、频率反馈值、交流无功功率参考值、交流无功功率反馈值、交流电压参考值、交流电压反馈值，经过模式选择和PI控制，输出有功电流参考值和无功电流参考值，再经过派克反坐标变换输出调制信号。
4.根据权利要求3所述的柔性直流输电系统站级控制模式的无缝切换方法，其特征在于上述相应控制模式的PI积分值和PI输出值经过赋值以后，再进行切换后控制模式的PI计算，实现各个控制模式之间的快速无缝切换。
5.根据权利要求4所述的柔性直流输电系统站级控制模式的无缝切换方法，其特征在于上述有功功率类控制模式的模式切换前，上一模式的有功电流参考值赋值给切换后控制模式的外环有功的PI积分和PI输出。
6.根据权利要求4所述的柔性直流输电系统站级控制模式的无缝切换方法，其特征在于上述无功功率类控制模式的模式切换前，上一模式的无功电流参考值赋值给切换后控制模式外环无功的PI积分和PI输出；最后进行切换后控制模式的PI计算，从而实现各个控制模式之间的快速无缝切换。
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Families Citing this family (6)
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Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102354969A (zh) * | 2011-09-26 | 2012-02-15 | 中国电力科学研究院 | 一种模块化多电平换流器柔性直流输电系统的控制装置 |
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Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| CN102969733A (zh) * | 2012-11-08 | 2013-03-13 | 南京南瑞继保电气有限公司 | 一种多端柔性直流输电系统协调控制方法 |
Non-Patent Citations (1)
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