CN112803436A - 一种新能源储能系统的高频振荡抑制方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种新能源储能系统的高频振荡抑制方法和装置，获取VSC‑HVDC系统中新能源储能系统的并网点交流电压和VSC‑HVDC系统的输出电流；确定VSC‑HVDC系统中送端换流站的调制电压；对新能源储能系统的高频振荡进行抑制。本申请考虑了送端换流站与新能源储能系统之间的线路的作用，避免了WFVSC阻抗和新能源储能系统阻抗相位差过大的情况，对新能源储能系统的高频振荡实现最大程度的抑制，抑制效果好，能够显著提升新能源储能系统经由VSC‑HVDC接入主网时的系统运行稳定性。本申请以送端换流站的调制电压为基础实现新能源储能系统的高频振荡抑制，与具体的调制方式无关，调节更灵活，适用于包括SVM、SPWM在内的VSC‑HVDC系统中新能源储能系统的高频振荡抑制。
Description
技术领域
本发明涉及新能源技术领域，具体涉及一种新能源储能系统的高频振荡抑制方法和装置。
背景技术
随着能源短缺和碳排放的问题的日益严重，新能源发电系统得到了广泛的应用。相较于传统风电交流并网的高损耗和传统风电直流并网的低灵活性，经含电压源换流器的高压直流输电(Voltage Source Converter High Voltage Direct Current，VSC-HVDC)系统并网是当前被认为解决大规模可再生能源汇集并网的最有效的手段。当VSC-HVDC系统与新能源发电系统中的储能电站连接时，送端换流站处于电压控制的模式，从而为互联系统提供交流电压支持。电压公共耦合点(Point of Common Coupling，PCC)会被VSC-HVDC系统和储能电站之间交互作用所影响，如果VSC-HVDC系统和储能电站的阻抗特性是某一个频率点不匹配，互联系统就会在此频率点产生振荡现象。振荡的出现会导致PCC出现显著的谐波分量，恶化系统运行性能，甚至导致系统脱网停机。因此，对于新能源储能系统接入的互联系统而言，为了保障互联系统的安全稳定运行，需要对新能源储能系统的振荡进行抑制。
目前，为了对新能源储能系统的振荡进行抑制，一般通过对电压采样环节进行低通滤波，消除了电压控制延时对于风电场侧换流站(Wind Farm Voltage-SourcedConverter，WFVSC)输出阻抗的影响。同时考虑了电流控制环的延时影响，实现了VSC-HVDC连风电柔直接入引发的高频振荡的抑制。由于新能源储能系统与送端换流站之间的线路(即交流电缆)的存在会导致新能源储能系统侧阻抗在高频区域呈现为纯容性，即便WFVSC因控制延时的影响被消除阻抗呈现为纯感性，由于新能源储能系统阻抗呈现为纯容性，导致WFVSC阻抗和新能源储能系统阻抗相位差仍然过大，新能源储能系统的高频振荡仍然存在，抑制效果差。
发明内容
为了克服上述现有技术中抑制效果差的不足，本发明提供一种新能源储能系统的高频振荡抑制方法，包括：
获取VSC-HVDC系统中新能源储能系统的并网点交流电压和VSC-HVDC系统的输出电流；
基于所述新能源储能系统的并网点交流电压和所述VSC-HVDC系统的输出电流确定所述VSC-HVDC系统中送端换流站的调制电压；
基于所述送端换流站的调制电压对新能源储能系统的高频振荡进行抑制。
所述基于所述新能源储能系统的并网点交流电压和所述VSC-HVDC系统的输出电流确定所述VSC-HVDC系统中送端换流站的调制电压，包括：
对所述新能源储能系统的并网点交流电压和所述VSC-HVDC系统的输出电流进行坐标变换，得到所述新能源储能系统的并网点交流电压在dq坐标系中的分量和所述VSC-HVDC系统的输出电流在dq坐标系中的分量；
基于所述新能源储能系统的并网点交流电压在dq坐标系中的分量和所述VSC-HVDC系统的输出电流在dq坐标系中的分量计算所述送端换流站的输出电压；
基于所述VSC-HVDC系统的输出电流在dq坐标系中的分量计算所述新能源储能系统的高频振荡分量抑制的电压补偿量；
基于所述送端换流站的输出电压和所述新能源储能系统的高频振荡分量抑制的电压补偿量确定所述VSC-HVDC系统中送端换流站的调制电压。
所述送端换流站的输出电压按下式计算：
式中，
为送端换流站的输出电压，Kpi为电流PI控制器的比例系数，Kii为电流PI控制器的积分系数，Iodq为所述VSC-HVDC系统的输出电流在dq坐标系中的分量，GLPF(s)为低通滤波器的传递函数，
为所述VSC-HVDC的输出电流指令；
所述
按下式确定：
式中，Kpv为电压PI控制器的比例系数，Kiv为电压PI控制器的积分系数，Uodq为所述新能源储能系统的并网点交流电压在dq坐标系中的分量，
为所述新能源储能系统的并网点交流电压参考值；
所述GLPF(s)按下式确定：
式中，s为拉普拉斯算子，ωc为低通滤波器的截止频率，ε1为低通滤波器的阻尼系数。
所述新能源储能系统的高频振荡分量抑制的电压补偿量按下式计算：
式中，
为新能源储能系统的高频振荡分量抑制的电压补偿量，GR(s)为复数比例控制器的阻抗，Zv为复系数比例控制器的阻抗，Iodq为所述VSC-HVDC系统的输出电流在dq坐标系中的分量。
所述GR(s)按下式计算：
式中，ωh为复数比例控制器的谐振频率，ε2为复数比例控制器的带宽系数，s为拉普拉斯算子；
所述Zv按下式计算：
Zv＝Rv+jXv
式中，Rv为复系数比例控制器的电阻，Xv为复系数比例控制器的电抗，j为虚数单位。
所述VSC-HVDC系统中送端换流站的调制电压按下式确定：
式中，
为VSC-HVDC系统中送端换流站的调制电压，GLPF(s)为低通滤波器的传递函数，Iodq为所述VSC-HVDC系统的输出电流在dq坐标系中的分量，Uodq为所述新能源储能系统的并网点交流电压在dq坐标系中的分量，
为送端换流站的输出电压，
为新能源储能系统的高频振荡分量抑制的电压补偿量，Lf为新能源储能系统与送端换流站之间线路的电感，ω0为基波角频率，j为虚数单位。
所述基于所述送端换流站的调制电压对新能源储能系统的高频振荡进行抑制，包括：
对所述送端换流站的调制电压行坐标变换，得到αβ坐标系下的调制电压矢量；
基于所述αβ坐标系下的调制电压矢量，采用空间矢量调制算法得到所述送端换流站的开关信号；
基于所述送端换流站的开关信号对所述新能源储能系统中的功率开关器件进行控制。
另一方面，本发明还提供一种新能源储能系统的高频振荡抑制装置，包括：
获取模块，用于获取VSC-HVDC系统中新能源储能系统的并网点交流电压和VSC-HVDC系统的输出电流；
确定模块，用于基于所述新能源储能系统的并网点交流电压和所述VSC-HVDC系统的输出电流确定所述VSC-HVDC系统中送端换流站的调制电压；
抑制模块，用于基于所述送端换流站的调制电压对新能源储能系统的高频振荡进行抑制。
所述确定模块包括：
变换模块，用于对所述新能源储能系统的并网点交流电压和所述VSC-HVDC系统的输出电流进行坐标变换，得到所述新能源储能系统的并网点交流电压在dq坐标系中的分量和所述VSC-HVDC系统的输出电流在dq坐标系中的分量；
第一计算模块，用于基于所述新能源储能系统的并网点交流电压在dq坐标系中的分量和所述VSC-HVDC系统的输出电流在dq坐标系中的分量计算所述送端换流站的输出电压；
第二计算模块，用于基于所述VSC-HVDC系统的输出电流在dq坐标系中的分量计算所述新能源储能系统的高频振荡分量抑制的电压补偿量；
第三计算模块，用于基于所述送端换流站的输出电压和所述新能源储能系统的高频振荡分量抑制的电压补偿量确定所述VSC-HVDC系统中送端换流站的调制电压。
本发明提供的技术方案具有以下有益效果：
本发明提供的新能源储能系统的高频振荡抑制方法中，获取VSC-HVDC系统中新能源储能系统的并网点交流电压和VSC-HVDC系统的输出电流；基于新能源储能系统的并网点交流电压和VSC-HVDC系统的输出电流确定VSC-HVDC系统中送端换流站的调制电压；基于送端换流站的调制电压对新能源储能系统的高频振荡进行抑制，本申请通过VSC-HVDC系统中送端换流站的调制电压实现新能源储能系统的高频振荡抑制，对新能源储能系统的高频振荡实现最大程度的抑制，抑制效果好。
本申请考虑了送端换流站与新能源储能系统之间的线路的作用，避免了WFVSC阻抗和新能源储能系统阻抗相位差过大的情况，通过电感的电感得到送端换流站的调制电压，为新能源储能系统的高频振荡有效抑制提供基础；
本申请通过新能源储能系统的并网点交流电压和包括新能源储能系统的VSC-HVDC系统的输出电流确定送端换流站的输出电压和新能源储能系统的高频振荡分量抑制的电压补偿量，并通过送端换流站的输出电压和新能源储能系统的高频振荡分量抑制的电压补偿量确定送端换流站的调制电压，能够显著提升新能源储能系统经由VSC-HVDC接入主网时的系统运行稳定性；
本申请以送端换流站的调制电压为基础实现新能源储能系统的高频振荡抑制，与具体的调制方式无关，调节更灵活，适用于包括SVM、SPWM在内的VSC-HVDC系统中新能源储能系统的高频振荡抑制。
附图说明
图1是本申请实施例中新能源储能系统的高频振荡抑制方法流程图；
图2是本申请实施例中新能源发电系统经过线路连接送端换流站的拓扑结构图；
图3是本申请实施例中送端换流站结构图；
图4是本申请实施例中新能源储能系统的高频振荡抑制装置结构图；
图5是本申请实施例中VSC-HVDC中的送端换流站采用传统矢量控制策略时连接风电场时新能源储能系统并网点的电压波形图；
图6是本申请实施例中VSC-HVDC中的送端换流站采用传统矢量控制策略时连接风电场时新能源储能系统并网点的电流波形图；
图7是本申请实施例中VSC-HVDC中的送端换流站采用传统矢量控制策略时连接风电场时风电场输出的有功功率波形图；
图8是本申请实施例中VSC-HVDC中的送端换流站采用传统矢量控制策略时连接风电场时风电场输出的无功功率波形图；
图9是本申请实施例中VSC-HVDC中的送端换流站采用本申请提供的高频振荡抑制控制方法连接风电场时新能源储能系统并网点的电压波形图；
图10是本申请实施例中VSC-HVDC中的送端换流站采用本申请提供的高频振荡抑制控制方法连接风电场时新能源储能系统并网点的电流波形图；
图11是本申请实施例中VSC-HVDC中的送端换流站采用本申请提供的高频振荡抑制控制方法连接风电场时风电场输出的有功功率波形图；
图12是本申请实施例中VSC-HVDC中的送端换流站采用本申请提供的高频振荡抑制控制方法连接风电场时风电场输出的无功功率波形图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
实施例1
本发明实施例1提供了一种新能源储能系统的高频振荡抑制方法，具体流程图如图1所示，具体过程如下：
S101：获取VSC-HVDC系统中新能源储能系统的并网点交流电压和VSC-HVDC系统的输出电流；
S102：基于新能源储能系统的并网点交流电压和VSC-HVDC系统的输出电流确定VSC-HVDC系统中送端换流站的调制电压；
S103：基于送端换流站的调制电压对新能源储能系统的高频振荡进行抑制。
基于新能源储能系统的并网点交流电压和VSC-HVDC系统的输出电流确定VSC-HVDC系统中送端换流站的调制电压，包括：
利用虚拟坐标变换相位角对新能源储能系统的并网点交流电压(利用霍尔传感器采集)和VSC-HVDC系统的输出电流(利用霍尔传感器采集)进行坐标变换，得到新能源储能系统的并网点交流电压在dq坐标系中的分量和VSC-HVDC系统的输出电流在dq坐标系中的分量；具体按下式进行变换：
其中：uoa、uob、uoc分别为新能源储能系统并网点的电压uoabc所对应的a、b、c三相的相电压，ioa、iob、ioc分别为VSC-HVDC输出电流ioabc所对应的a、b、c三相的相电流，uod、uoq分别为新能源储能系统的并网点交流电压在dq坐标系中的分量Uodq的d轴分量和q轴分量，iod、ioq分别为VSC-HVDC输出电流Iodq的d轴分量和q轴分量。
基于新能源储能系统的并网点交流电压在dq坐标系中的分量和VSC-HVDC系统的输出电流在dq坐标系中的分量计算送端换流站的输出电压；
送端换流站的输出电压按下式计算：
式中，
为送端换流站的输出电压，Kpi为电流PI控制器的比例系数，Kii为电流PI控制器的积分系数，Iodq为VSC-HVDC系统的输出电流在dq坐标系中的分量，GLPF(s)为低通滤波器的传递函数，
为VSC-HVDC的输出电流指令。
根据新能源储能系统的并网点交流电压在dq坐标系中的分量进行确定，进一步地，
按下式确定：
式中，Kpv为电压PI控制器的比例系数，Kiv为电压PI控制器的积分系数，Uodq为新能源储能系统的并网点交流电压在dq坐标系中的分量，
为新能源储能系统的并网点交流电压参考值；GLPF(s)按下式确定：
式中，s为拉普拉斯算子，ωc为低通滤波器的截止频率，ε1为低通滤波器的阻尼系数。
基于VSC-HVDC系统的输出电流在dq坐标系中的分量计算新能源储能系统的高频振荡分量抑制的电压补偿量；
新能源储能系统的高频振荡分量抑制的电压补偿量按下式计算：
式中，
为新能源储能系统的高频振荡分量抑制的电压补偿量，GR(s)为复数比例控制器的阻抗，Zv为复系数比例控制器的阻抗，Iodq为VSC-HVDC系统的输出电流在dq坐标系中的分量。
其中，GR(s)按下式计算：
式中，ωh为复数比例控制器的谐振频率，ε2为复数比例控制器的带宽系数，s为拉普拉斯算子。
其中，Zv按下式计算：
Zv＝Rv+jXv
式中，Rv为复系数比例控制器的电阻，Xv为复系数比例控制器的电抗，j为虚数单位。
基于送端换流站的输出电压和新能源储能系统的高频振荡分量抑制的电压补偿量确定VSC-HVDC系统中送端换流站的调制电压。
VSC-HVDC系统中送端换流站的调制电压按下式确定：
式中，
为VSC-HVDC系统中送端换流站的调制电压，GLPF(s)为低通滤波器的传递函数，Iodq为VSC-HVDC系统的输出电流在dq坐标系中的分量，Uodq为新能源储能系统的并网点交流电压在dq坐标系中的分量，
为送端换流站的输出电压，
为新能源储能系统的高频振荡分量抑制的电压补偿量，Lf为新能源储能系统与送端换流站之间线路的电感，ω0为基波角频率，j为虚数单位。
新能源发电系统经过线路(交流电缆)连接送端换流站(柔直电站)的拓扑结构图如图2所示，新能源发电系统包括储能电站和风电场，风电场包括1#风机至n#风机以及相应的升压变压器Tr，新能源发电系统经过35Kv交流母线连接线路的一端，线路的另一端经过升压变压器Tb连接110kV交流母线。送端换流站的结构图如图3所示，本申请实施例中，送端换流站的额定容量为60MW。图3中，六个IGBT开关管构成三相全控桥式电路，Lf为新能源储能系统与送端换流站之间线路的电感，Rf为新能源储能系统与送端换流站之间线路的电阻，ioa为VSC-HVDC系统风电场侧的a相输出电流，iob为VSC-HVDC系统风电场侧的b相输出电流，ioc为VSC-HVDC系统风电场侧的c相输出电流，C为送端换流站的直流电容。
基于送端换流站的调制电压对新能源储能系统的高频振荡进行抑制，包括：
对送端换流站的调制电压行坐标变换，得到αβ坐标系下的调制电压矢量。具体是按下式进行坐标变换：
式中，
分别为αβ坐标系下的调制电压矢量
的α轴分量和β轴分量，
分别为送端换流站的调制电压
的d轴分量和q轴分量。
基于αβ坐标系下的调制电压矢量，采用空间矢量调制算法(即SVM(Space VectorModulation)算法)得到送端换流站的开关信号；
基于送端换流站的开关信号对新能源储能系统中的功率开关器件进行控制。
下面采用传统的传统矢量控制策略和本申请实施例提供的新能源储能系统的高频振荡抑制方法对VSC-HVDC系统进行仿真。图5展示了送端换流站采用传统矢量控制策略时连接风电场时新能源储能系统并网点的电压波形图，图5中新能源储能系统并网点的电压为图2中110kV交流母线处的电压。图6展示了送端换流站采用传统矢量控制策略时连接风电场时新能源储能系统并网点的电流波形图，图6中新能源储能系统并网点的电流为图2中110kV交流母线处的电流。图7和图8分别为送端换流站采用传统矢量控制策略时连接风电场时风电场输出的有功功率波形图和无功功率波形图。从图5-图8可以看出，风电场通过VSC-HVDC系统接入主网时会引发高频振荡现象，导致系统中存在明显的高次谐波分量。图9和图10展示了送端换流站采用本申请提供的高频振荡抑制控制方法连接风电场时新能源储能系统并网点的电压波形图和电流波形图，图11和图12分别展示了送端换流站采用本申请提供的高频振荡抑制控制方法连接风电场时风电场输出的有功功率波形图和无功功率波形图。针对风电场通过VSC-HVDC接入主网的互联系统，系统可以稳定运行，停止使能时系统进入振荡状态，并网点交流电压和输出电流含有明显的谐波分量，风电场输出功率存在明显的功率波动。通过上述对比可知，本申请实施例可以实现风电场连接柔直电站的互联稳定运行，实现系统高频振荡的有效控制。
实施例2
基于同一发明构思，本发明实施例2还提供一种新能源储能系统的高频振荡抑制装置，如图4所示，包括：
获取模块，用于获取VSC-HVDC系统中新能源储能系统的并网点交流电压和VSC-HVDC系统的输出电流；
确定模块，用于基于新能源储能系统的并网点交流电压和VSC-HVDC系统的输出电流确定VSC-HVDC系统中送端换流站的调制电压；
抑制模块，用于基于送端换流站的调制电压对新能源储能系统的高频振荡进行抑制。
确定模块包括：
变换模块，用于对新能源储能系统的并网点交流电压和VSC-HVDC系统的输出电流进行坐标变换，得到新能源储能系统的并网点交流电压在dq坐标系中的分量和VSC-HVDC系统的输出电流在dq坐标系中的分量；
第一计算模块，用于基于新能源储能系统的并网点交流电压在dq坐标系中的分量和VSC-HVDC系统的输出电流在dq坐标系中的分量计算送端换流站的输出电压；
第二计算模块，用于基于VSC-HVDC系统的输出电流在dq坐标系中的分量计算新能源储能系统的高频振荡分量抑制的电压补偿量；
第三计算模块，用于基于送端换流站的输出电压和新能源储能系统的高频振荡分量抑制的电压补偿量确定VSC-HVDC系统中送端换流站的调制电压。
第一计算模块按下式计算送端换流站的输出电压：
式中，
为送端换流站的输出电压，Kpi为电流PI控制器的比例系数，Kii为电流PI控制器的积分系数，Iodq为VSC-HVDC系统的输出电流在dq坐标系中的分量，GLPF(s)为低通滤波器的传递函数，
为VSC-HVDC的输出电流指令，
根据新能源储能系统的并网点交流电压在dq坐标系中的分量进行确定。
第一计算模块按下式计算
式中，Kpv为电压PI控制器的比例系数，Kiv为电压PI控制器的积分系数，Uodq为新能源储能系统的并网点交流电压在dq坐标系中的分量，
为新能源储能系统的并网点交流电压参考值；
第一计算模块按下式确定GLPF(s)：
式中，s为拉普拉斯算子，ωc为低通滤波器的截止频率，ε1为低通滤波器的阻尼系数。
第二计算模块按下式计算新能源储能系统的高频振荡分量抑制的电压补偿量：
式中，
为新能源储能系统的高频振荡分量抑制的电压补偿量，GR(s)为复数比例控制器的阻抗，Zv为复系数比例控制器的阻抗，Iodq为VSC-HVDC系统的输出电流在dq坐标系中的分量。
第二计算模块按下式计算GR(s)：
式中，ωh为复数比例控制器的谐振频率，ε2为复数比例控制器的带宽系数，s为拉普拉斯算子；
第二计算模块按下式计算Zv：
Zv＝Rv+jXv
式中，Rv为复系数比例控制器的电阻，Xv为复系数比例控制器的电抗，j为虚数单位。
第三计算模块按下式确定VSC-HVDC系统中送端换流站的调制电压：
式中，
为VSC-HVDC系统中送端换流站的调制电压，GLPF(s)为低通滤波器的传递函数，Iodq为VSC-HVDC系统的输出电流在dq坐标系中的分量，Uodq为新能源储能系统的并网点交流电压在dq坐标系中的分量，
为送端换流站的输出电压，
为新能源储能系统的高频振荡分量抑制的电压补偿量，Lf为新能源储能系统与送端换流站之间线路的电感，ω0为基波角频率，j为虚数单位。
抑制模块具体用于：
对送端换流站的调制电压行坐标变换，得到αβ坐标系下的调制电压矢量；
基于αβ坐标系下的调制电压矢量，采用空间矢量调制算法得到送端换流站的开关信号；
基于送端换流站的开关信号对新能源储能系统中的功率开关器件进行控制。
为了描述的方便，以上装置的各部分以功能分为各种模块或单元分别描述。当然，在实施本申请时可以把各模块或单元的功能在同一个或多个软件或硬件中实现。
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。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，所属领域的普通技术人员参照上述实施例依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种新能源储能系统的高频振荡抑制方法，其特征在于，包括：
获取VSC-HVDC系统中新能源储能系统的并网点交流电压和VSC-HVDC系统的输出电流；
基于所述新能源储能系统的并网点交流电压和所述VSC-HVDC系统的输出电流确定所述VSC-HVDC系统中送端换流站的调制电压；
基于所述送端换流站的调制电压对新能源储能系统的高频振荡进行抑制。
2.根据权利要求1所述的新能源储能系统的高频振荡抑制方法，其特征在于，所述基于所述新能源储能系统的并网点交流电压和所述VSC-HVDC系统的输出电流确定所述VSC-HVDC系统中送端换流站的调制电压，包括：
对所述新能源储能系统的并网点交流电压和所述VSC-HVDC系统的输出电流进行坐标变换，得到所述新能源储能系统的并网点交流电压在dq坐标系中的分量和所述VSC-HVDC系统的输出电流在dq坐标系中的分量；
基于所述新能源储能系统的并网点交流电压在dq坐标系中的分量和所述VSC-HVDC系统的输出电流在dq坐标系中的分量计算所述送端换流站的输出电压；
基于所述VSC-HVDC系统的输出电流在dq坐标系中的分量计算所述新能源储能系统的高频振荡分量抑制的电压补偿量；
基于所述送端换流站的输出电压和所述新能源储能系统的高频振荡分量抑制的电压补偿量确定所述VSC-HVDC系统中送端换流站的调制电压。
3.根据权利要求2所述的新能源储能系统的高频振荡抑制方法，其特征在于，所述送端换流站的输出电压按下式计算：
式中，
为送端换流站的输出电压，Kpi为电流PI控制器的比例系数，Kii为电流PI控制器的积分系数，Iodq为所述VSC-HVDC系统的输出电流在dq坐标系中的分量，GLPF(s)为低通滤波器的传递函数，
为所述VSC-HVDC的输出电流指令；
4.根据权利要求3所述的新能源储能系统的高频振荡抑制方法，其特征在于，所述
按下式确定：
式中，Kpv为电压PI控制器的比例系数，Kiv为电压PI控制器的积分系数，Uodq为所述新能源储能系统的并网点交流电压在dq坐标系中的分量，
为所述新能源储能系统的并网点交流电压参考值；
所述GLPF(s)按下式确定：
式中，s为拉普拉斯算子，ωc为低通滤波器的截止频率，ε1为低通滤波器的阻尼系数。
5.根据权利要求2所述的新能源储能系统的高频振荡抑制方法，其特征在于，所述新能源储能系统的高频振荡分量抑制的电压补偿量按下式计算：
式中，
为新能源储能系统的高频振荡分量抑制的电压补偿量，GR(s)为复数比例控制器的阻抗，Zv为复系数比例控制器的阻抗，Iodq为所述VSC-HVDC系统的输出电流在dq坐标系中的分量。
6.根据权利要求5所述的新能源储能系统的高频振荡抑制方法，其特征在于，所述GR(s)按下式计算：
式中，ωh为复数比例控制器的谐振频率，ε2为复数比例控制器的带宽系数，s为拉普拉斯算子；
所述Zv按下式计算：
Zv＝Rv+jXv
式中，Rv为复系数比例控制器的电阻，Xv为复系数比例控制器的电抗，j为虚数单位。
7.根据权利要求2所述的新能源储能系统的高频振荡抑制方法，其特征在于，所述VSC-HVDC系统中送端换流站的调制电压按下式确定：
式中，
为VSC-HVDC系统中送端换流站的调制电压，GLPF(s)为低通滤波器的传递函数，Iodq为所述VSC-HVDC系统的输出电流在dq坐标系中的分量，Uodq为所述新能源储能系统的并网点交流电压在dq坐标系中的分量，
为送端换流站的输出电压，
为新能源储能系统的高频振荡分量抑制的电压补偿量，Lf为新能源储能系统与送端换流站之间线路的电感，ω0为基波角频率，j为虚数单位。
8.根据权利要求1所述的新能源储能系统的高频振荡抑制方法，其特征在于，所述基于所述送端换流站的调制电压对新能源储能系统的高频振荡进行抑制，包括：
对所述送端换流站的调制电压行坐标变换，得到αβ坐标系下的调制电压矢量；
基于所述αβ坐标系下的调制电压矢量，采用空间矢量调制算法得到所述送端换流站的开关信号；
基于所述送端换流站的开关信号对所述新能源储能系统中的功率开关器件进行控制。
9.一种新能源储能系统的高频振荡抑制装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取VSC-HVDC系统中新能源储能系统的并网点交流电压和VSC-HVDC系统的输出电流；
确定模块，用于基于所述新能源储能系统的并网点交流电压和所述VSC-HVDC系统的输出电流确定所述VSC-HVDC系统中送端换流站的调制电压；
抑制模块，用于基于所述送端换流站的调制电压对新能源储能系统的高频振荡进行抑制。
10.根据权利要求9所述的新能源储能系统的高频振荡抑制装置，其特征在于，所述确定模块包括：
变换模块，用于对所述新能源储能系统的并网点交流电压和所述VSC-HVDC系统的输出电流进行坐标变换，得到所述新能源储能系统的并网点交流电压在dq坐标系中的分量和所述VSC-HVDC系统的输出电流在dq坐标系中的分量；
第一计算模块，用于基于所述新能源储能系统的并网点交流电压在dq坐标系中的分量和所述VSC-HVDC系统的输出电流在dq坐标系中的分量计算所述送端换流站的输出电压；
第二计算模块，用于基于所述VSC-HVDC系统的输出电流在dq坐标系中的分量计算所述新能源储能系统的高频振荡分量抑制的电压补偿量；
第三计算模块，用于基于所述送端换流站的输出电压和所述新能源储能系统的高频振荡分量抑制的电压补偿量确定所述VSC-HVDC系统中送端换流站的调制电压。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110054951.7A CN112803436A (zh) | 2021-01-15 | 2021-01-15 | 一种新能源储能系统的高频振荡抑制方法和装置 |
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| CN202110054951.7A CN112803436A (zh) | 2021-01-15 | 2021-01-15 | 一种新能源储能系统的高频振荡抑制方法和装置 |
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| CN112803436A true CN112803436A (zh) | 2021-05-14 |
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| CN (1) | CN112803436A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113839399A (zh) * | 2021-09-08 | 2021-12-24 | 华北电力科学研究院有限责任公司 | 新能源场站高频振荡风险处理方法及装置 |
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2021
- 2021-01-15 CN CN202110054951.7A patent/CN112803436A/zh active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113839399A (zh) * | 2021-09-08 | 2021-12-24 | 华北电力科学研究院有限责任公司 | 新能源场站高频振荡风险处理方法及装置 |
| CN113839399B (zh) * | 2021-09-08 | 2024-03-26 | 华北电力科学研究院有限责任公司 | 新能源场站高频振荡风险处理方法及装置 |
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