CN108039718A - 一种改进的柔性直流电压控制方法及系统 - Google Patents

一种改进的柔性直流电压控制方法及系统 Download PDF

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Abstract

一种改进的柔性直流电压控制方法及系统,包括:测量换流器交流侧的电压、电流和换流器直流侧电压;基于所述换流器交流侧的电压、电流更新下垂系数;基于所述换流器直流侧电压调整直流电压参考值;根据更新后的所述下垂系数和调整后的所述直流电压参考值更新下垂控制曲线;根据更新后的所述下垂控制曲线搭建换流器外环控制环节,控制换流器直流侧电压。本发明提供的方法无需潮流分析,通过测量交流侧注入换流器的电压与电流,计算得到功率偏差值,根据功率偏差值更新下垂系数与直流电压参考值,补偿线路和换流器的功率损耗,改善直流电压的运行水平,提高柔性直流电网的经济性与可靠性。

Description

一种改进的柔性直流电压控制方法及系统
技术领域
本发明涉及电网运行与控制技术领域,具体涉及一种改进的柔性直流电压控制方法及系统。
背景技术
近年来,环境污染、能源资源短缺和社会人口发展之间的矛盾日益加剧,为缓解社会发展与环境资源之间的矛盾,需要充分利用可再生能源。光伏、风机等分布式电源以其良好的环境友好性,大量接入电网运行。光伏、风机等分布式电源的输出端口多数为直流端口,因此,采用直流电网可以减少换流环节,并且可以避免同步稳定性和三相不平衡等问题。
在直流电网中,直流电压的稳定直接影响了直流电网的潮流稳定。直流电压的控制分为主从控制、电压裕度控制和电压下垂控制三种。主从控制过度依赖通信性能,一旦通信故障,主换流站发生故障或达到功率限值时,系统将失去控制。电压裕度控制无需站间通信,但较难确定各从换流站的优先级。下垂控制中各换流站根据预先设定的功率与电压关系曲线进行控制,共同承担电压调整与功率平衡的功能,具有良好的控制性能,因此,是未来多端直流配电网电压控制的发展方向。
但在直流电压下垂控制中,由于换流站和直流线路的功率损耗,直流电压的实际值与参考值之间会存在较大偏差。目前针对柔性直流网络的控制多数研究集中于功率的分配与平衡中,而忽略了直流稳态电压偏差问题。
发明内容
为了解决现有技术中所存在的上述不足,本发明提供一种改进的柔性直流电压控制方法及系统。针对柔性直流电网的稳态直流电压偏差问题,充分考虑换流器与直流线路的功率损耗以及换流器的下垂控制特性,为减小直流电压实际运行值与参考值间的偏差提供了有效的控制方法,可改善直流电压的运行水平,柔性直流电网的经济性与可靠性。
本发明提供的技术方案是:一种改进的柔性直流电压控制方法,包括:
测量换流器交流侧的电压、电流和换流器直流侧电压;
基于所述换流器交流侧的电压、电流更新下垂系数;
基于换流器直流侧电压调整直流电压参考值;
根据更新后的所述下垂系数和调整后的所述直流电压参考值更新下垂控制曲线;
根据更新后的所述下垂控制曲线搭建换流器外环控制环节,控制换流器直流侧电压。
优选的,所述基于所述换流器交流侧的电压、电流更新下垂系数,包括:
对所述换流器交流侧的电压和电流进行Park变化,得到dq0坐标系下电压分量与电流分量;
基于所述电压分量与电流分量计算换流器交流侧的实际功率;
基于所述换流器交流侧的实际功率与换流器交流侧的有功功率参考值差值的绝对值,计算得到功率偏差绝对值;
基于所述功率偏差绝对值更新下垂系数。
优选的,所述对所述换流器交流侧的电压和电流进行Park变化,得到dq0坐标系下电压分量与电流分量,按下列方程计算:
式中:ud,q,0:dq0坐标系下的电压分量;id,q,0:dq0坐标系下的电流分量,ua,b,c:abc坐标系下的电压分量;ia,b,c:abc坐标系下的电流分量;α:初相角。
优选的,所述基于所述电压分量与电流分量计算换流器交流侧的实际功率,按下式计算:
式中:ud:dq0坐标系下d轴上的电压分量;id:dq0坐标系下d轴上的电流分量;uq:dq0坐标系下q轴上的电压分量;iq:dq0坐标系下q轴上的电流分量;P:换流器交流侧的实际功率。
优选的,所述基于所述换流器交流侧的实际功率与参考值差值的绝对值,计算得到功率偏差绝对值,按下式计算:
ΔP=|P-Pref|
式中:Pref:换流器交流侧的有功功率参考值;ΔP:有功功率偏差的绝对值。
优选的,所述基于所述功率偏差绝对值更新下垂系数,按下式计算:
knew=s·ΔP+k
式中:k:更新前的下垂系数;knew:更新后的下垂系数;s:下垂系数的更新因子。
优选的,所述基于换流器直流侧电压调整直流电压参考值,包括:
基于直流电压参考值和换流器直流侧电压计算直流电压偏差;
基于直流电压偏差调整直流电压参考值。
优选的,所述直流电压偏差,按下式计算:
ΔUdc=Udcref-Udc
式中:ΔUdc:直流电压偏差;Udc:换流器直流侧电压;Udcref:更新前的直流电压参考值。
优选的,所述基于直流电压偏差调整直流电压参考值,按下式计算:
Udcref.new=Udcref+ΔUdc
式中:Udcref.new:更新后的直流电压参考值。
优选的,所述根据更新后的所述下垂系数和调整后的所述直流电压参考值更新下垂控制曲线,包括:
根据更新后的所述下垂系数和调整后的直流电压参考值得到换流器交流侧的实际功率与电压的关系;
基于换流器交流侧的实际功率与电压的关系更新下垂控制曲线。
优选的,所述换流器交流侧的实际功率与电压的关系,如下式所示:
P=Pref+knew(Udcref.new-Udc)。
基于同一发明构思,本发明还提供了一种改进的柔性直流电压控制系统,包括:
测量模块:用于测量换流器交流侧的电压、电流和换流器直流侧电压;
更新模块:用于基于所述换流器交流侧的电压、电流更新下垂系数;
调整模块:用于基于换流器直流侧电压调整直流电压参考值;
曲线模块:用于根据更新后的所述下垂系数和调整后的所述直流电压参考值更新下垂控制曲线;
控制模块:用于根据更新后的所述下垂控制曲线搭建换流器外环控制环节,控制换流器直流侧电压。
优选的,所述更新模块包括:
转换单元:用于对所述换流器交流侧的电压和电流进行Park变化,按下列方程得到dq0坐标系下电压分量与电流分量:
式中:ud,q,0:dq0坐标系下的电压分量;id,q,0:dq0坐标系下的电流分量,ua,b,c:abc坐标系下的电压分量;ia,b,c:abc坐标系下的电流分量;α:初相角;
计算实际功率单元:用于基于所述电压分量与电流分量按下式计算换流器交流侧的实际功率:
式中:ud:dq0坐标系下d轴上的电压分量;id:dq0坐标系下d轴上的电流分量;uq:dq0坐标系下q轴上的电压分量;iq:dq0坐标系下q轴上的电流分量;P:换流器交流侧的实际功率;
计算绝对值单元:用于基于所述换流器交流侧的实际功率与换流器交流侧有功功率参考值差值的绝对值,按下式计算得到功率偏差绝对值:
ΔP=|P-Pref|
式中:Pref:换流器交流侧的有功功率参考值;ΔP:有功功率偏差的绝对值;
更新下垂系数单元:用于基于所述功率偏差绝对值按下式更新下垂系数:
knew=s·ΔP+k
式中:k:更新前的下垂系数;knew:更新后的下垂系数;s:下垂系数的更新因子。
与最接近的现有技术相比,本发明提供的技术方案具有以下有益效果:
本发明提供的技术方案,通过测量到的换流器交流侧的电压和电流更新下垂系数,根据测量到的换流器直流侧电压调整直流电压参考值,根据更新后的下垂系数和调整后的直流电压参考值更新下垂控制曲线,再根据下垂控制曲线搭建换流器外环控制环节,控制换流器直流侧电压,补偿线路和换流器的功率损耗,无需潮流分析,改善直流电压的运行水平,提高柔性直流电网的经济性与可靠性。
本发明提供的技术方案,考虑了换流器及直流线路的功率损耗,通过实时更新直流电压参考值与下垂系数,减小了直流电压实际值与参考值间的差距,达到改善直流电压运行水平的目的。
附图说明
图1为本发明的流程图;
图2为本发明的三端柔性直流网络结构图;
图3为本发明的换流器交流侧注入功率的计算框图;
图4为本发明的动态调整直流电压参考值与下垂系数的电压控制框图。
具体实施方式
为了更好地理解本发明,下面结合说明书附图和实例对本发明的内容做进一步的说明。
实施例一
图1为本实施例提供的一种改进的柔性直流电压控制方法得流程图,如图1所示方法可以包括:
本发明提供的方法主要包括测量相关参数、更新下垂系数、调整直流电压参考值三个关键环节。
首先,测量换流器交流侧的电压、电流和换流器直流侧电压;
其次,对换流器交流侧的电压与电流进行Park变换,得到dq0坐标系下的电压分量与电流分量,从而计算得到交流器注入换流器的实际功率,将其与功率参考值进行比较,计算得到功率实际值与参考值间的偏差,利用得到的功率偏差,更新下垂系数;
然后,基于直流电压参考值和换流器直流侧电压计算直流电压偏差;基于直流电压偏差调整直流电压参考值;
接着,根据更新后的所述下垂系数和调整后的所述直流电压参考值更新下垂控制曲线;
最后,再根据更新后的所述下垂控制曲线搭建换流器外环控制环节,控制换流器直流侧电压。
本实施例所提出的柔性直流电压控制方法,能够减小直流电压实际运行值与参考值之间的偏差,无需进行潮流计算,即可有效改善直流电压的运行水平。
本实施例提供的具体技术方案如下:
对换流器交流侧的电压与电流进行Park变换,得到dq0坐标系下电压与电流分量,方程如下:
式中:ud,q,0和id,q,0分别为dq0坐标系下的电压和电流分量,ua,b,c和ia,b,c分别为abc坐标系下的电压和电流分量,α为初相角。对于对称的三相交流电压与电流来说,u0=0,i0=0。
利用Park变换后的电压与电流分量进行计算,得到换流器交流侧的功率,其计算公式为:
式中:ud:dq0坐标系下d轴上的电压分量;id:dq0坐标系下d轴上的电流分量;uq:dq0坐标系下q轴上的电压分量;iq:dq0坐标系下q轴上的电流分量;P:换流器交流侧的实际功率;Q为交流侧注入到换流器的无功功率。
换流器交流侧的实际功率与参考值进行比较,得到功率偏差的绝对值,计算公式为:
ΔP=|P-Pref| (5)
式中:Pref:换流器交流侧的有功功率参考值;ΔP:有功功率偏差的绝对值。
基于功率偏差的绝对值更新下垂系数,计算方法如下:
knew=s·|P-Pref|+k (6)
式中:k为更新前的下垂系数,knew为更新后的下垂系数,s为下垂系数的更新因子,s的大小需要与下垂系数的数量级相匹配,s取值过小,其调节作用不明显,s取值过大时,容易引起系统的振荡。
对直流电压参考值进行更新,方法如下所示:
式中:Udc为换流器直流侧电压,Udcref为更新前的直流电压参考值,ΔUdc为直流电压运行偏差,Udcref.new为更新后的直流电压参考值。当电压实际运行值低于参考值时,ΔUdc>0,更新后的直流电压参考值高于更新前的参考值,有助于电压的提升;当电压实际运行值高于参考值时,ΔUdc<0,更新后的直流电压参考值将低于更新前的参考值,有助于电压的下降。
步骤6:将公式(6)和(7)代入到修正前的下垂控制公式(8)中即可得到改进后的有功功率与电压的关系,如下所示:
P=Pref+k(Udcref-Udc) (8)
P=Pref+knew(Udcref.new-Udc) (9)
利用公式(9)建立下垂控制环节,根据有功功率与电压的关系可得到换流器外环控制的输入信号,在保证直流电压运行水平的前提下,实现各换流器间的功率分摊。
实施例二
本实施例以图2所示的结构图为例。图中所示为三端柔性直流网络,换流站1是整流站,额定功率为500kW,换流站2和换流站3是逆变站,额定功率分别为200kW和300kW,三个换流站均采用下垂控制模式,下垂控制系数k=1kW/V,下垂系数更新因子s=15。直流母线额定电压为800V。
采用本发明提出的改进的柔性直流电压控制方法。包括以下步骤:
步骤1:对换流器交流侧的电压与电流进行Park变换,得到dq0坐标系下电压分量与电流分量,方程如下:
式中:ud,q,0和id,q,0分别为dq0坐标系下的电压和电流分量,ua,b,c和ia,b,c分别为abc坐标系下的电压和电流分量,α为初相角。对于对称的三相交流电压与电流来说,u0=0,i0=0。
步骤2:如图3所示,利用Park变换后的电压分量与电流分量进行计算,得到换流器交流侧的实际功率,其计算公式为:
式中:ud:dq0坐标系下d轴上的电压分量;id:dq0坐标系下d轴上的电流分量;uq:dq0坐标系下q轴上的电压分量;iq:dq0坐标系下q轴上的电流分量;P为换流器交流侧的实际功率,Q为换流器交流侧的无功功率。
步骤3:换流器交流侧的实际功率与参考值进行比较,得到功率偏差的绝对值,计算公式为:
ΔP=|P-Pref| (5)
式中:Pref为换流器交流侧的有功功率参考值,ΔP为有功功率偏差的绝对值。
步骤4:基于功率偏差的绝对值更新下垂系数,计算方法如下:
knew=s·|P-Pref|+k (6)
式中:k为更新前的下垂系数,值是提前设定好的,knew为更新后的下垂系数,s为更新下垂系数的比例系数,s的大小需要与下垂系数的数量级相匹配,s取值过小,其调节作用不明显,s取值过大时,容易引起系统的振荡,该值是提前根据下垂系数的数量级设定好的。
步骤5:对直流电压参考值进行更新,方法如下所示:
式中:Udc为换流器直流侧电压,Udcref为更新前的直流电压参考值,ΔUdc为直流电压运行偏差,Udcref.new为更新后的直流电压参考值。当电压实际值低于参考值时,ΔUdc>0,更新后的直流电压参考值高于更新前的参考值,有助于电压的提升;当电压实际值高于参考值时,ΔUdc<0,更新后的直流电压参考值将低于更新前的参考值,有助于电压的下降。
步骤6:将公式(6)和(7)代入到下垂控制公式(8)中即可得到改进后的有功功率与电压的关系,如下所示:
P=Pref+k(Udcref-Udc) (8)
P=Pref+knew(Udcref.new-Udc) (9)
步骤7:参照图4,按步骤6所得到的有功功率与电压的关系建立柔性直流电网的电压控制图,按公式(8)得到的直流电压实际值785V,更新下垂系数和直流电压参考值后,按公式(9)得到的直流电压实际值提高到798V,有效缩小了直流电压实际值与参考值间的差距,改善了直流电压运行水平。
基于同一发明构思,本实施例还提供了一种改进的柔性直流电压控制系统,包括:
测量模块:用于测量换流器交流侧的电压、电流和换流器直流侧电压;
更新模块:用于基于所述换流器交流侧的电压、电流更新下垂系数;
调整模块:用于基于换流器直流侧电压调整直流电压参考值;
曲线模块:用于根据更新后的所述下垂系数和调整后的所述直流电压参考值更新下垂控制曲线;
控制模块:用于根据更新后的所述下垂控制曲线搭建换流器外环控制环节,控制换流器直流侧电压。
实施例中,所述更新模块包括:
转换单元:用于对所述换流器交流侧的电压和电流进行Park变化,按下列方程得到dq0坐标系下电压分量与电流分量:
式中:ud,q,0:dq0坐标系下的电压分量;id,q,0:dq0坐标系下的电流分量,ua,b,c:abc坐标系下的电压分量;ia,b,c:abc坐标系下的电流分量;α:初相角;
计算实际功率单元:用于基于所述电压分量与电流分量按下式计算换流器交流侧的实际功率:
式中:ud:dq0坐标系下d轴上的电压分量;id:dq0坐标系下d轴上的电流分量;uq:dq0坐标系下q轴上的电压分量;iq:dq0坐标系下q轴上的电流分量;P:换流器交流侧的实际功率;
计算绝对值单元:用于基于所述换流器交流侧的实际功率与换流器交流侧有功功率参考值差值的绝对值,按下式计算得到功率偏差绝对值:
ΔP=|P-Pref|
式中:Pref:换流器交流侧的有功功率参考值;ΔP:有功功率偏差的绝对值;
更新下垂系数单元:用于基于所述功率偏差绝对值按下式更新下垂系数:
knew=s·ΔP+k
式中:k:更新前的下垂系数;knew:更新后的下垂系数;s:下垂系数的更新因子。
所述调整模块包括:
计算直流电压偏差单元:用于基于直流电压参考值和换流器直流侧电压按下式计算直流电压偏差:
ΔUdc=Udcref-Udc
式中:ΔUdc:直流电压偏差;Udc:换流器直流侧电压;Udcref:更新前的直流电压参考值;
调整直流电压参考值单元:用于基于直流电压偏差按下式调整直流电压参考值:
Udcref.new=Udcref+ΔUdc
式中:Udcref.new:更新后的直流电压参考值。
实施例中,所述曲线模块包括:
关系单元:用于根据所述下垂系数和直流电压参考值得到下式换流器交流侧的实际功率与电压的关系:
P=Pref+knew(Udcref.new-Udc)
外环控制信号单元:用于基于换流器交流侧的实际功率与电压的关系计算实际功率与电压的值,并作为外环控制信号。
本领域内的技术人员应明白,本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此,本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上仅为本发明的实施例而已,并不用于限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均包含在申请待批的本发明的权利要求范围之内。

Claims (13)

1.一种改进的柔性直流电压控制方法,其特征在于,所述控制方法包括:
测量换流器交流侧的电压、电流和换流器直流侧电压;
基于所述换流器交流侧的电压、电流更新下垂系数;
基于所述换流器直流侧电压调整直流电压参考值;
根据更新后的所述下垂系数和调整后的所述直流电压参考值更新下垂控制曲线;
根据更新后的所述下垂控制曲线搭建换流器外环控制环节,控制换流器直流侧电压。
2.如权利要求1所述改进的柔性直流电压控制方法,其特征在于,所述基于所述换流器交流侧的电压、电流更新下垂系数,包括:
对所述换流器交流侧的电压和电流进行Park变化,得到dq0坐标系下电压分量与电流分量;
基于所述电压分量与电流分量计算换流器交流侧的实际功率;
基于所述换流器交流侧的实际功率与换流器交流侧的有功功率参考值差值的绝对值,计算得到功率偏差绝对值;
基于所述功率偏差绝对值更新下垂系数。
3.如权利要求2所述改进的柔性直流电压控制方法,其特征在于,所述对所述换流器交流侧的电压和电流进行Park变化,得到dq0坐标系下电压分量与电流分量,按下列方程计算:
<mrow> <mfenced open = "[" close = "]"> <mtable> <mtr> <mtd> <msub> <mi>u</mi> <mi>d</mi> </msub> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <msub> <mi>u</mi> <mi>q</mi> </msub> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <msub> <mi>u</mi> <mn>0</mn> </msub> </mtd> </mtr> </mtable> </mfenced> <mo>=</mo> <mfrac> <mn>2</mn> <mn>3</mn> </mfrac> <mfenced open = "[" close = "]"> <mtable> <mtr> <mtd> <mrow> <mi>c</mi> <mi>o</mi> <mi>s</mi> <mi>&amp;alpha;</mi> </mrow> </mtd> <mtd> <mrow> <mi>c</mi> <mi>o</mi> <mi>s</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>&amp;alpha;</mi> <mo>-</mo> <mn>2</mn> <mi>&amp;pi;</mi> <mo>/</mo> <mn>3</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </mtd> <mtd> <mrow> <mi>c</mi> <mi>o</mi> <mi>s</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>&amp;alpha;</mi> <mo>+</mo> <mn>2</mn> <mi>&amp;pi;</mi> <mo>/</mo> <mn>3</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mrow> <mi>s</mi> <mi>i</mi> <mi>n</mi> <mi>&amp;alpha;</mi> </mrow> </mtd> <mtd> <mrow> <mi>s</mi> <mi>i</mi> <mi>n</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>&amp;alpha;</mi> <mo>-</mo> <mn>2</mn> <mi>&amp;pi;</mi> <mo>/</mo> <mn>3</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </mtd> <mtd> <mrow> <mi>s</mi> <mi>i</mi> <mi>n</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>&amp;alpha;</mi> <mo>+</mo> <mn>2</mn> <mi>&amp;pi;</mi> <mo>/</mo> <mn>3</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mrow> <mn>1</mn> <mo>/</mo> <mn>2</mn> </mrow> </mtd> <mtd> <mrow> <mn>1</mn> <mo>/</mo> <mn>2</mn> </mrow> </mtd> <mtd> <mrow> <mn>1</mn> <mo>/</mo> <mn>2</mn> </mrow> </mtd> </mtr> </mtable> </mfenced> <mfenced open = "[" close = "]"> <mtable> <mtr> <mtd> <msub> <mi>u</mi> <mi>a</mi> </msub> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <msub> <mi>u</mi> <mi>b</mi> </msub> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <msub> <mi>u</mi> <mi>c</mi> </msub> </mtd> </mtr> </mtable> </mfenced> </mrow>
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式中:ud,q,0:dq0坐标系下的电压分量;id,q,0:dq0坐标系下的电流分量,ua,b,c:abc坐标系下的电压分量;ia,b,c:abc坐标系下的电流分量;α:初相角。
4.如权利要求2所述改进的柔性直流电压控制方法,其特征在于,所述基于所述电压分量与电流分量计算换流器交流侧的实际功率,按下式计算:
<mrow> <mi>P</mi> <mo>=</mo> <mfrac> <mn>3</mn> <mn>2</mn> </mfrac> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>u</mi> <mi>d</mi> </msub> <msub> <mi>i</mi> <mi>d</mi> </msub> <mo>+</mo> <msub> <mi>u</mi> <mi>q</mi> </msub> <msub> <mi>i</mi> <mi>q</mi> </msub> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>
式中:ud:dq0坐标系下d轴上的电压分量;id:dq0坐标系下d轴上的电流分量;uq:dq0坐标系下q轴上的电压分量;iq:dq0坐标系下q轴上的电流分量;P:换流器交流侧的实际功率。
5.如权利要求2所述改进的柔性直流电压控制方法,其特征在于,所述基于所述换流器交流侧的实际功率与参考值差值的绝对值,计算得到功率偏差绝对值,按下式计算:
ΔP=|P-Pref|
式中:Pref:换流器交流侧的有功功率参考值;ΔP:有功功率偏差的绝对值。
6.如权利要求5所述改进的柔性直流电压控制方法,其特征在于,所述基于所述功率偏差绝对值更新下垂系数,按下式计算:
knew=s·ΔP+k
式中:k:更新前的下垂系数;knew:更新后的下垂系数;s:下垂系数的更新因子。
7.如权利要求1所述改进的柔性直流电压控制方法,其特征在于,所述基于换流器直流侧电压调整直流电压参考值,包括:
基于直流电压参考值和换流器直流侧电压计算直流电压偏差;
基于直流电压偏差调整直流电压参考值。
8.如权利要求7所述改进的柔性直流电压控制方法,其特征在于,所述直流电压偏差,按下式计算:
ΔUdc=Udcref-Udc
式中:ΔUdc:直流电压偏差;Udc:换流器直流侧电压;Udcref:更新前的直流电压参考值。
9.如权利要求8所述改进的柔性直流电压控制方法,其特征在于,所述基于直流电压偏差调整直流电压参考值,按下式计算:
Udcref.new=Udcref+ΔUdc
式中:Udcref.new:更新后的直流电压参考值。
10.如权利要求6或9所述改进的柔性直流电压控制方法,其特征在于,所述根据更新后的所述下垂系数和调整后的所述直流电压参考值更新下垂控制曲线,包括:
根据更新后的所述下垂系数和调整后的直流电压参考值得到换流器交流侧的实际功率与电压的关系;
基于换流器交流侧的实际功率与电压的关系更新下垂控制曲线。
11.如权利要求10所述改进的柔性直流电压控制方法,其特征在于,所述换流器交流侧的实际功率与电压的关系,如下式所示:
P=Pref+knew(Udcref.new-Udc)。
12.一种改进的柔性直流电压控制系统,其特征在于,所述控制系统包括:
测量模块:用于测量换流器交流侧的电压、电流和换流器直流侧电压;
更新模块:用于基于所述换流器交流侧的电压、电流更新下垂系数;
调整模块:用于基于换流器直流侧电压调整直流电压参考值;
曲线模块:用于根据更新后的所述下垂系数和调整后的所述直流电压参考值更新下垂控制曲线;
控制模块:用于根据更新后的所述下垂控制曲线搭建换流器外环控制环节,控制换流器直流侧电压。
13.如权利要求12所述改进的柔性直流电压控制系统,其特征在于,所述更新模块包括:
转换单元:用于对所述换流器交流侧的电压和电流进行Park变化,按下列方程得到dq0坐标系下电压分量与电流分量:
<mrow> <mfenced open = "[" close = "]"> <mtable> <mtr> <mtd> <msub> <mi>u</mi> <mi>d</mi> </msub> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <msub> <mi>u</mi> <mi>q</mi> </msub> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <msub> <mi>u</mi> <mn>0</mn> </msub> </mtd> </mtr> </mtable> </mfenced> <mo>=</mo> <mfrac> <mn>2</mn> <mn>3</mn> </mfrac> <mfenced open = "[" close = "]"> <mtable> <mtr> <mtd> <mrow> <mi>c</mi> <mi>o</mi> <mi>s</mi> <mi>&amp;alpha;</mi> </mrow> </mtd> <mtd> <mrow> <mi>c</mi> <mi>o</mi> <mi>s</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>&amp;alpha;</mi> <mo>-</mo> <mn>2</mn> <mi>&amp;pi;</mi> <mo>/</mo> <mn>3</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </mtd> <mtd> <mrow> <mi>c</mi> <mi>o</mi> <mi>s</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>&amp;alpha;</mi> <mo>+</mo> <mn>2</mn> <mi>&amp;pi;</mi> <mo>/</mo> <mn>3</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mrow> <mi>s</mi> <mi>i</mi> <mi>n</mi> <mi>&amp;alpha;</mi> </mrow> </mtd> <mtd> <mrow> <mi>s</mi> <mi>i</mi> <mi>n</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>&amp;alpha;</mi> <mo>-</mo> <mn>2</mn> <mi>&amp;pi;</mi> <mo>/</mo> <mn>3</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </mtd> <mtd> <mrow> <mi>s</mi> <mi>i</mi> <mi>n</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>&amp;alpha;</mi> <mo>+</mo> <mn>2</mn> <mi>&amp;pi;</mi> <mo>/</mo> <mn>3</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mrow> <mn>1</mn> <mo>/</mo> <mn>2</mn> </mrow> </mtd> <mtd> <mrow> <mn>1</mn> <mo>/</mo> <mn>2</mn> </mrow> </mtd> <mtd> <mrow> <mn>1</mn> <mo>/</mo> <mn>2</mn> </mrow> </mtd> </mtr> </mtable> </mfenced> <mfenced open = "[" close = "]"> <mtable> <mtr> <mtd> <msub> <mi>u</mi> <mi>a</mi> </msub> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <msub> <mi>u</mi> <mi>b</mi> </msub> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <msub> <mi>u</mi> <mi>c</mi> </msub> </mtd> </mtr> </mtable> </mfenced> </mrow>
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式中:ud,q,0:dq0坐标系下的电压分量;id,q,0:dq0坐标系下的电流分量,ua,b,c:abc坐标系下的电压分量;ia,b,c:abc坐标系下的电流分量;α:初相角;
计算实际功率单元:用于基于所述电压分量与电流分量按下式计算换流器交流侧的实际功率:
<mrow> <mi>P</mi> <mo>=</mo> <mfrac> <mn>3</mn> <mn>2</mn> </mfrac> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>u</mi> <mi>d</mi> </msub> <msub> <mi>i</mi> <mi>d</mi> </msub> <mo>+</mo> <msub> <mi>u</mi> <mi>q</mi> </msub> <msub> <mi>i</mi> <mi>q</mi> </msub> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>
式中:ud:dq0坐标系下d轴上的电压分量;id:dq0坐标系下d轴上的电流分量;uq:dq0坐标系下q轴上的电压分量;iq:dq0坐标系下q轴上的电流分量;P:换流器交流侧的实际功率;
计算绝对值单元:用于基于所述换流器交流侧的实际功率与换流器交流侧有功功率参考值差值的绝对值,按下式计算得到功率偏差绝对值:
ΔP=|P-Pref|
式中:Pref:换流器交流侧的有功功率参考值;ΔP:有功功率偏差的绝对值;
更新下垂系数单元:用于基于所述功率偏差绝对值按下式更新下垂系数:
knew=s·ΔP+k
式中:k:更新前的下垂系数;knew:更新后的下垂系数;s:下垂系数的更新因子。
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