CN113746135A - 柔性直流单元系统的黑启动协调控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种柔性直流单元系统的黑启动协调控制方法及装置。其中该方法包括获取需要投入无源侧母线的额定功率和无源侧的柔性直流单元并网的个数；其中，所述个数大于等于2；根据所述无源侧柔性直流单元的并网个数确定每个柔性直流单元的分配系数；其中，所述分配系数为所述无源侧柔性直流单元的并网个数的倒数；根据所述额定功率和所述分配系数进行分配每个所述柔性直流单元的输送功率。本发明提供技术方案，实现根据柔性直流单元灵活分配输送功率，提高电网系统黑启动的稳定性。

Description

柔性直流单元系统的黑启动协调控制方法及装置

技术领域

本发明实施例涉及电网控制技术，尤其涉及一种柔性直流单元系统的黑启动协调控制方法及装置。

背景技术

柔性直流单元系统可以同时而且独立地控制有功功率和无功功率。当电网发生故障，一侧从有源网络变成无源网络时，柔直电流能够自关断，可以工作在无源逆变方式，不需要外加换相电压，快速恢复控制能力，使得电网在短时间能实现黑启动。

现有黑启动技术，通常是在无源侧将交流电压值升至额定值后，将一次性进行功率输送，易对电网系统的频率及电压造成较大的冲击，电网系统稳定性低。

发明内容

本发明提供一种柔性直流单元系统的黑启动协调控制方法及装置，实现根据柔性直流单元灵活分配输送功率，提高电网系统黑启动的稳定性。

第一方面，本发明实施例提供了一种柔性直流单元系统的黑启动协调控制方法，包括：

获取需要投入无源侧母线的额定功率和无源侧的柔性直流单元并网的个数。其中，所述个数大于等于2，所述柔性直流单元与有源侧并联。

根据所述无源侧柔性直流单元的并网个数确定每个柔性直流单元的分配系数。其中，分配系数为无源侧柔性直流单元的并网个数的倒数。

根据所述额定功率和所述分配系数进行分配每个所述柔性直流单元的输送功率。

可选的，在根据所述额定功率和所述分配系数进行分配每个所述柔性直流单元的输送功率之后，还包括：

当所述无源侧母线的输出频率偏离额定值时，调节所述无源侧母线的电压幅值的d轴分量的参考电压，使所述电压幅值的d轴分量的参考电压等于所述额定功率下的额定电压幅值。

根据所述电压幅值的d轴分量的参考电压获得与所述额定电压幅值的d轴分量的差值电压。

根据所述差值电压和所述分配系数调节分配输送的功率。

可选的，在根据所述额定功率和所述分配系数进行分配每个所述柔性直流单元的输送功率之后，还包括：

当所述无源侧母线的输出电压偏离额定值时，调节所述无源侧母线的电压幅值的q轴分量的参考电压，使所述电压幅值的q轴分量的参考电压等于零。

根据所述电压幅值的q轴分量的参考电压获得与所述额定电压幅值的q轴分量的差值电压。

根据所述差值电压和所述分配系数调节分配输送的功率。

可选的，根据所述差值电压和所述分配系数调节分配输送的功率，包括：

获取所述无源侧母线的dq轴分量电流的分配电流。

根据所述差值电压和所述分配系数获得dq轴分量指令电流的参考电流。

获取所述dq轴分量指令电流的参考电流与所述dq轴分量电流的分配电流的差值，并根据所述差值获取所述电压幅值的dq轴分量的参考电压。

根据所述电压幅值的dq轴分量的参考电压获取脉宽调制信号，从而控制调节柔性直流单元的输出功率。

可选的，根据所述无源侧柔性直流单元的并网个数确定每个柔性直流单元的分配系数，包括：

当获取所述无源侧柔性直流单元的并网个数为N时，若有M个单元退出，则调整所述分配系数为

其中，N＞M≥0，且均为整数。

可选的，在根据所述额定功率和所述分配系数进行分配每个所述柔性直流单元的输送功率之前，还包括：

对无源侧母线连接的电网进行频率初始化所述无源侧柔性直流单元采用电压频率控制，控制无源侧母线连接的电网的频率为预设频率。

第二方面，本发明实施例提供了一种柔性直流单元系统的黑启动协调控制装置，包括：

获取模块，用于获取需要投入无源侧母线的额定功率和无源侧的柔性直流单元并网的个数。其中，所述个数大于等于2，所述柔性直流单元与有源侧并联。

系数模块，用于根据所述无源侧柔性直流单元的并网个数确定每个柔性直流单元的分配系数。其中，所述分配系数为所述无源侧柔性直流单元的并网个数的倒数。

功率分配模块，用于根据所述额定功率和所述分配系数进行分配每个所述柔性直流单元的输送功率。

可选的，所述功率分配模块包括：

第一调节单元，用于当所述无源侧母线的输出频率偏离额定值时，调节所述无源侧母线的电压幅值的d轴分量的参考电压，使所述电压幅值的d轴分量的参考电压等于所述额定功率下的额定电压幅值。

第一差值电压单元，用于根据所述电压幅值的d轴分量的参考电压获得与所述额定电压幅值的d轴分量的差值电压。

功率输送单元，用于根据所述差值电压和所述分配系数调节分配输送的功率。

可选的，所述功率分配模块还包括：

第二调节单元，用于当所述无源侧母线的输出电压偏离额定值时，调节所述无源侧母线的电压幅值的q轴分量的参考电压，使所述电压幅值的q轴分量的参考电压等于零。

第二差值电压单元，用于根据所述电压幅值的q轴分量的参考电压获得与所述额定电压幅值的q轴分量的差值电压。

功率输送单元，用于根据所述差值电压和所述分配系数调节分配输送的功率。

可选的，所述系数模块包括：

系数调整单元，用于获取所述无源侧柔性直流单元的并网个数为N时，若有M个单元退出，则调整所述分配系数为

其中，N＞M≥0，且均为整数。

本发明实施例提供的技术方案，通过获取需要投入无源侧母线的额定功率和无源侧的柔性直流单元并网的个数，根据无源侧柔性直流单元的并网个数确定每个柔性直流单元的分配系数。采用并联结构，无源侧母线的电流可以按柔直单元个数进行分配，根据额定功率按照分配系数可以把输送功率平均分配到不同的柔性直流单元，减小电网系统的频率及电压造成的冲击，实现根据柔性直流单元灵活分配输送功率，提高了电网系统黑启动的稳定性。

附图说明

图1为本发明实施例提供的无源网络供电的柔性直流单元输电系统的结构示意图。

图2为本发明实施例提供的一种柔性直流单元系统的黑启动协调控制方法的流程示意图。

图3为本发明实施例提供的又一种柔性直流单元系统的黑启动协调控制方法的流程示意图。

图4为本发明实施例提供的一种柔性直流单元定交流电压内环控制的流程示意图。

图5为本发明实施例提供的又一种柔性直流单元系统的黑启动协调控制方法的流程示意图。

图6为本发明实施例提供的一种柔性直流单元系统定频率内环控制的流程示意图。

图7为本发明实施例提供的一种根据差值电压和分配系数调节分配输送的功率的流程示意图。

图8为本发明实施例提供的一种柔性直流单元系统内环控制的流程示意图。

图9为本发明实施例提供的一种柔性直流单元系统的黑启动协调控制装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

根据南方电网黑启动方案编制的基本原则，每个分区都必须有自启动电源和外部电源两种启动方案，并且优先按照自启动方案启动。一旦自启动电源无法启动，应立即采用外部电源启动的方案进行电网恢复。本发明实施例的黑启动方式为外部电源启动方案利用柔性直流输电系统具备的有功功率和无功功率解耦控制、无源逆变的优良特性，作为一侧停电后的黑启动电源建立无源侧交流电压。

柔性直流单元启动控制目标是通过控制方式和辅助措施使柔直系统的直流电压快速上升到接近正常工作时的电压，但又不产生过大的充电电流。在柔直系统黑启动过程中，连接有源网络的柔性直流单元110采用定直流电压/定无功功率控制，连接无源网络的柔性直流单元120采用定交流电压/定频率控制。图1为本发明实施例提供的无源网络供电的柔性直流单元输电系统的结构示意图，参见图1，有源侧柔性直流单元110采取并联形式，无源侧柔性直流单元120与有源侧并联运行，其中有源侧柔性直流单元110与无源侧柔性直流单元120结构对称。

图2为本发明实施例提供的一种柔性直流单元系统的黑启动协调控制方法的流程示意图，参见图2，本实施例可适用于上述无源网络供电的柔性直流单元输电系统，该方法可以由柔性直流单元系统的黑启动协调控制装置来执行，该装置可采用硬件和/或软件的方式来实现。所述方法步骤包括：

S110、获取需要投入无源侧母线的额定功率和无源侧的柔性直流单元并网的个数。其中，个数大于等于2，所述柔性直流单元与有源侧并联。

其中，需要投入无源侧母线的额定功率即为需要启动的无源侧负载的额定功率，其中需要启动的无源侧负载的功率可以根据情况进行调整。柔性直流单元主要用于两个非同步运行的交流电力系统之间的联网或送电，可以通过极性切换调整为整流站或者逆变站。

S120、根据无源侧柔性直流单元的并网个数确定每个柔性直流单元的分配系数。其中，分配系数为无源侧柔性直流单元的并网个数的倒数。

其中，并网个数指无源侧柔性直流单元进行并网后工作的个数。分配系数为并网个数的倒数。

S130、根据额定功率和分配系数进行分配每个柔性直流单元的输送功率。

具体的，根据需要启动的无源侧负载的额定功率，使柔直系统的无源侧母线的额定功率可以根据分配系数平均分配至柔性直流单元，从而避免产生过大的充电电流。利用柔性直流单元分配有功和无功功率保证系统平稳运行。示例性地，无源侧柔性直流单元的并网后，若柔性直流单元的个数为N，则各单元按照

的比例来承担相应的有功功率和无功功率传输，此时的分配系数为

柔性直流单元通过平均分配，减少对电网系统的频率及电压造成较大的冲击，实现功率平衡。

本发明实施例提供的技术方案，通过获取需要投入无源侧母线的额定功率和无源侧的柔性直流单元并网的个数，根据无源侧柔性直流单元的并网个数确定每个柔性直流单元的分配系数。采用并联结构，无源侧母线的电流可以按柔直单元个数进行分配，根据额定功率按照分配系数可以把输送功率平均分配到不同的柔性直流单元，减小电网系统的频率及电压造成的冲击，实现根据柔性直流单元灵活分配输送功率，提高了电网系统黑启动的稳定性。

图3为本发明实施例提供的又一种柔性直流单元系统的黑启动协调控制方法的流程示意图，参见图3。该方法步骤包括：

S310、获取需要投入无源侧母线的额定功率和无源侧的柔性直流单元并网的个数。其中，个数大于等于2，所述柔性直流单元与有源侧并联。

S320、根据无源侧柔性直流单元的并网个数确定每个柔性直流单元的分配。

S330、根据额定功率和分配系数进行分配每个柔性直流单元的输送功率。

S340、当无源侧母线的输出频率偏离额定值时，调节无源侧母线的电压幅值的d轴分量的参考电压，使电压幅值的d轴分量的参考电压等于额定功率下的额定电压幅值。

具体的，图4为本发明实施例提供的一种柔性直流单元定交流电压内环控制的流程示意图。参见图4，为了实现连接黑启动交流系统时与其他系统的配合，根据柔性直流单元的特点设计协调控制策略。根据瞬时功率理论，在忽略柔性直流单元换流电抗器电阻和换流开关损耗的稳态情况下，设三相电压平，取电网电压矢量的d轴分量等于电网电压，电网电压矢量的方向为q轴方向等于零，在无穷大交流系统中，可以通过有功电流和无功电流分别控制有功功率和无功功率，从而实现有功功率和无功功率的独立控制。当系统的有功负荷突然减少，有功功率过剩，系统的频率会上升，无源侧母线的输出频率偏离额定值，柔性直流单元输电系统会调整输送有功功率来调节受端无源侧电网的频率。当柔性直流单元两侧的有功功率不平衡是，将引起直流电压的波动，此时有功电流则将向直流电容充电或放电，直至直流电源稳定在设定值。通过有功电流的指令电流调节无源侧母线的电压幅值的d轴分量的参考电压

使无源侧母线的电压幅值的d轴分量的参考电压

等于额定功率下的额定电压幅值U_Sm。

S350、根据电压幅值的d轴分量的参考电压获得与额定电压幅值的d轴分量的差值电压。

具体的，柔性直流单元的内环电流控制器输入电压幅值的d轴分量的参考电压

将电压幅值的d轴分量的参考电压

与实际的额定电压幅值的d轴分量U_Sd做差求出d轴分量的差值电压ΔU_Sd。d轴分量的差值电压ΔU_Sd与有功功率的偏差有关。

S360、根据差值电压和分配系数调节分配输送的功率。

具体的，将d轴分量的差值电压ΔU_Sd平均分配，因此根据无源侧柔性直流单元的并网个数，将d轴分量的差值电压ΔU_Sd与分配系数相乘，即除以并网个数，示例性的并网个数为X。经过PI调节得到有功电流的指令电流的参考电流

外环控制器输入有功电流的指令电流的参考电流

输出柔性直流单元期望输出的电压幅值的q轴分量的参考电压

和电压幅值的d轴分量的参考电压

从而可以获知脉宽调制信号调节柔性直流单元控制交流电压调制波形的频率，采用平均分配的方式使各柔性直流单元合理分担所需减少的输送的有功功率，保持有功平衡以及电网频率的稳定。其中，为防止无源侧柔性直流单元过载，需要对有功电流的指令电流的参考电流

进行限幅,限幅电流为-i_vdmax和i_vdmax之间。本发明实施例以平均分配的原则对柔直单元控制进行调整，当输出频率偏离额定值时调整控制各单元的输出，从而保持系统输出稳定。

基于上述实施例，图5为本发明实施例提供的又一种柔性直流单元系统的黑启动协调控制方法的流程示意图，参见图5，该方法步骤包括：

S510、获取需要投入无源侧母线的额定功率和无源侧的柔性直流单元并网的个数。其中，个数大于等于2，所述柔性直流单元与有源侧并联。

S520、根据无源侧柔性直流单元的并网个数确定每个柔性直流单元的分配。

S530、根据额定功率和分配系数进行分配每个柔性直流单元的输送功率。

S540、当无源侧母线的输出电压偏离额定值时，调节无源侧母线的电压幅值的q轴分量的参考电压，使电压幅值的q轴分量的参考电压等于零。

具体的，图6为本发明实施例提供的一种柔性直流单元系统定频率内环控制的流程示意图。参见图6，当系统的电压突然降低，无源侧母线的电压偏离额定值时，柔性直流单元输电系统会调整输送更多的无功功率来调节受端无源电网的电压，通过无功电流的指令电流调节无源侧母线的电压幅值的q轴分量的参考电压

使无源侧母线的电压幅值的q轴分量的参考电压

等于零。

S550、根据电压幅值的q轴分量的参考电压获得与额定电压幅值的q轴分量的差值电压。

具体的，柔性直流单元的内环电流控制器输入电压幅值的q轴分量的参考电压

将电压幅值的q轴分量的参考电压

与实际的额定电压幅值的q轴分量U_Sq做差求出q轴分量的差值电压ΔU_Sq。q轴分量的差值电压ΔU_Sq与无功功率的偏差有关。

S560、根据差值电压和分配系数调节分配输送的功率。

具体的，将q轴分量的差值电压ΔU_Sq平均分配，因此根据无源侧柔性直流单元的并网个数，将q轴分量的差值电压ΔU_Sq与分配系数相乘，即除以并网个数，示例性的并网个数为X。经过PI调节得到无功电流的指令电流的参考电流

外环控制器输入无功电流的指令电流的参考电流

输出柔性直流单元期望输出的电压幅值的q轴分量的参考电压

和电压幅值的d轴分量的参考电压

从而可以获知脉宽调制信号调节受端无源电网的电压，采用平均分配的方式使各单元合理分担所需输送的无功功率，保证柔性直流单元的无功平衡以及电网电压的稳定。其中，为防止无源侧柔性直流单元过载，需要对无功电流的指令电流的参考电流

进行限幅,限幅电流为-i_vqmax和i_vqmax之间。本发明实施例以平均分配的原则对柔直单元控制进行调整，当输出电压偏离额定值时调整控制各单元的输出，从而保持系统输出稳定。

基于上述实施例，图7为本发明实施例提供的一种根据差值电压和分配系数调节分配输送的功率的方法流程示意图，参见图7，根据差值电压和分配系数调节分配输送的功率，包括：

S710、获取无源侧母线的dq轴分量电流的分配电流。

其中，图8为本发明实施例提供的一种柔性直流单元系统内环控制的流程示意图。参见图8，由于采用并联结构，因此无源侧母线的电流i_v需按柔直单元数进行分配。无源侧母线的dq轴分量电流与分配系数相乘，即除以无源侧柔性直流单元的并网个数计算获得dq轴分量电流的分配电流。例如，若无源侧柔性直流单元的并网个数为X，系统无源侧母线的电流i_v通过dq转换成d轴分量电流i_vd和q轴分量电流i_vq，柔性直流单元内环控制控的输入为d轴分量电流i_vd/X和q轴分量电流i_vq/X。

S720、根据差值电压和分配系数获得dq轴分量指令电流的参考电流。

具体的，结合图4和图6，将d轴分量的差值电压ΔU_Sd平均分配，因此根据无源侧柔性直流单元的并网个数，将d轴分量的差值电压ΔU_Sd与分配系数相乘，经过PI调节得到有功电流的指令电流的参考电流

将q轴分量的差值电压ΔU_Sq平均分配，因此根据无源侧柔性直流单元的并网个数，将q轴分量的差值电压ΔU_Sq与分配系数相乘，经过PI调节得到无功电流的指令电流的参考电流

S730、获取dq轴分量指令电流的参考电流与dq轴分量电流的分配电流的差值，并根据差值获取电压幅值的dq轴分量的参考电压。

具体的，将d轴分量指令电流的参考电流与d轴分量电流的分配电流做差，q轴分量指令电流的参考电流与q轴分量电流的分配电流做差，分别经过PI调节电流调节，得到dq轴分量指令电流的调节电流。将dq轴分量电流的分配电流经过ωL调节得到旋转角度，通过额定电压幅值的d轴分量U_Sd和额定电压幅值的q轴分量U_Sq可以求出触发脉冲调制信号生成环节所需的电压幅值的q轴分量的参考电压

和电压幅值的d轴分量的参考电压

S740、根据电压幅值的dq轴分量的参考电压获取脉宽调制信号，从而控制调节柔性直流单元的输出功率。

具体的，电压幅值的q轴分量的参考电压

和电压幅值的d轴分量的参考电压

求出脉宽调制信号的调制度和调制波的相位角。柔性直流单元根据脉宽调制信号控制开启关断，进而控制有功功率和无功功率的输出。

可选的，根据无源侧柔性直流单元的并网个数确定每个柔性直流单元的分配系数，包括：

当获取无源侧柔性直流单元的并网个数为N时，若有M个单元退出，则调整分配系数为

其中，N＞M≥0，且均为整数。

具体的，柔性直流单元均与交流侧并联，因此可以根据工程需要设置为N个并联的柔性直流单元。无源侧柔性直流单元的并网后，若有M个单元退出时，则各单元按照X＝(N-M)的比例来承担相应的有功功率和无功功率传输，实现功率平衡，即调整此时的分配系数为

通过分配系数调整可在多个柔性直流单元运行时，根据系统运行需求和设备状态进行灵活独立调节。在某单元退出时也可根据情况分配有功功率和无功功率保证系统平稳运行。

可选的，在根据额定功率和分配系数进行分配每个柔性直流单元的输送功率之前，还包括：

对无源侧母线连接的电网进行频率初始化所述无源侧柔性直流单元采用电压频率控制，控制无源侧母线连接的电网的频率为预设频率。

具体的，当黑启动起始阶段，有源侧柔性直流单元作为唯一的功率来源时，由无源系统并联的柔性直流单元控制整个无源电网的频率，由于受端无源电网的频率是给定值，因此定频率控制不需要锁相环等环节产生所需的同步旋转角度，其电角度θ＝ω₀t是确定的，因此dq坐标系的旋转速度也是固定不变。无源侧柔性直流单元作为黑启动换流站，采用电压频率控制为无源侧电网提供稳定的交流电压幅值和频率，使无源侧柔性直流单元呈现电压源的特性，为电网系统提供电压支撑，示例性的可以令无源侧柔性直流单元输出频率为50Hz。

图9为本发明实施例提供的一种柔性直流单元系统的黑启动协调控制装置的结构示意图，参见图9，包括：

获取模块910，用于获取需要投入无源侧母线的额定功率和无源侧的柔性直流单元并网的个数。其中，个数大于等于2，柔性直流单元与有源侧并联。

系数模块920，用于根据无源侧柔性直流单元的并网个数确定每个柔性直流单元的分配系数。其中，分配系数为无源侧柔性直流单元的并网个数的倒数。

功率分配模块930，用于根据额定功率和分配系数进行分配每个柔性直流单元的输送功率。

具体的，需要投入无源侧母线的额定功率即为需要启动的无源侧负载的功率，其中无源侧负载的功率可以根据工作情况进行调整。柔性直流单元主要用于两个非同步运行的交流电力系统之间的联网或送电，可以通过极性切换调整为整流站或者逆变站。并网个数指无源侧柔性直流单元进行并网后工作的个数。分配系数为并网个数的倒数。获取模块910获取需要启动的无源侧负载的功率，系数模块920根据无源侧柔性直流单元的并网个数计算此时的分配系数，功率分配模块930根据需要启动的无源侧负载的额定功率，使柔直系统的无源侧母线的额定功率根据分配系数平均分配至柔性直流单元，从而避免产生过大的充电电流。利用柔性直流单元分配有功和无功功率保证系统平稳运行。

可选的，功率分配模块包括：

第一调节单元，用于当无源侧母线的输出频率偏离额定值时，调节无源侧母线的电压幅值的d轴分量的参考电压，使电压幅值的d轴分量的参考电压等于额定功率下的额定电压幅值。

第一差值电压单元，用于根据电压幅值的d轴分量的参考电压获得与额定电压幅值的d轴分量的差值电压。

功率输送单元，用于根据差值电压和分配系数调节分配输送的功率。

具体的，第一调节单元利用有功电流的指令电流调节无源侧母线的电压幅值的d轴分量的参考电压

使无源侧母线的电压幅值的d轴分量的参考电压

等于额定功率下的额定电压幅值U_Sm。第一差值电压单元将电压幅值的d轴分量的参考电压

与实际的额定电压幅值的d轴分量U_Sd做差求出d轴分量的差值电压ΔU_Sd。d轴分量的差值电压ΔU_Sd与有功功率的偏差有关。功率输送单元将d轴分量的差值电压ΔU_Sd平均分配，根据无源侧柔性直流单元的并网个数，将d轴分量的差值电压ΔU_Sd与分配系数相乘，经过PI调节得到有功电流的指令电流的参考电流

功率输送单元还根据有功电流的指令电流的参考电流

输出柔性直流单元期望输出的电压幅值的q轴分量的参考电压

和电压幅值的d轴分量的参考电压

从而可以获知脉宽调制信号调节柔性直流单元控制交流电压调制波形的频率，采用平均分配的方式使各柔性直流单元合理分担所需减少的输送的有功功率，保持有功平衡以及电网频率的稳定。其中，为防止无源侧柔性直流单元过载，需要对有功电流的指令电流的参考电流

进行限幅。

可选的，功率分配模块还包括：

第二调节单元，用于当无源侧母线的输出电压偏离额定值时，调节无源侧母线的电压幅值的q轴分量的参考电压，使电压幅值的q轴分量的参考电压等于零。

第二差值电压单元，用于根据电压幅值的q轴分量的参考电压获得与额定电压幅值的q轴分量的差值电压。

功率输送单元，用于根据差值电压和分配系数调节分配输送的功率。

具体的，第二调节单元通过无功电流的指令电流调节无源侧母线的电压幅值的q轴分量的参考电压

使无源侧母线的电压幅值的q轴分量的参考电压

等于零。第二差值电压单元将电压幅值的q轴分量的参考电压

与实际的额定电压幅值的q轴分量U_Sq做差求出q轴分量的差值电压ΔU_Sq。q轴分量的差值电压ΔU_Sq与无功功率的偏差有关。

功率输送单元还用于将q轴分量的差值电压ΔU_Sq平均分配，因此根据无源侧柔性直流单元的并网个数，将q轴分量的差值电压ΔU_Sq与分配系数相乘，经过PI调节得到无功电流的指令电流的参考电流

并且根据无功电流的指令电流的参考电流

输出柔性直流单元期望输出的电压幅值的q轴分量的参考电压

和电压幅值的d轴分量的参考电压

从而可以获知脉宽调制信号调节受端无源电网的电压，采用平均分配的方式使各单元合理分担所需输送的无功功率，保证柔性直流单元的无功平衡以及电网电压的稳定。其中，为防止无源侧柔性直流单元过载，需要对无功电流的指令电流的参考电流

进行限幅。

可选的，系数模块包括：

系数调整单元，用于获取无源侧柔性直流单元的并网个数为N时，若有M个单元退出，则调整分配系数为

其中，N＞M≥0，且均为整数。

具体的，无源侧柔性直流单元的并网后，若有M个单元退出时，则各单元按照X＝(N-M)的比例来承担相应的有功功率和无功功率传输，实现功率平衡，即系数调整单元调整此时的分配系数为

通过分配系数调整可在多个柔性直流单元运行时，根据系统运行需求和设备状态进行灵活独立调节。在某单元退出时也可根据情况分配有功功率和无功功率保证系统平稳运行。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种柔性直流单元系统的黑启动协调控制方法，其特征在于，包括：

获取需要投入无源侧母线的额定功率和无源侧的柔性直流单元并网的个数；其中，所述个数大于等于2；

根据所述无源侧柔性直流单元的并网个数确定每个柔性直流单元的分配系数；其中，所述分配系数为所述无源侧柔性直流单元的并网个数的倒数；

根据所述额定功率和所述分配系数进行分配每个所述柔性直流单元的输送功率。

2.根据权利要求1所述的柔性直流单元系统的黑启动协调控制方法，其特征在于，在根据所述额定功率和所述分配系数进行分配每个所述柔性直流单元的输送功率之后，还包括：

当所述无源侧母线的输出频率偏离额定值时，调节所述无源侧母线的电压幅值的d轴分量的参考电压，使所述电压幅值的d轴分量的参考电压等于所述额定功率下的额定电压幅值；

根据所述电压幅值的d轴分量的参考电压获得与所述额定电压幅值的d轴分量的差值电压；

根据所述差值电压和所述分配系数调节分配输送的功率。

3.根据权利要求1所述的柔性直流单元系统的黑启动协调控制方法，其特征在于，在根据所述额定功率和所述分配系数进行分配每个所述柔性直流单元的输送功率之后，还包括：

当所述无源侧母线的输出电压偏离额定值时，调节所述无源侧母线的电压幅值的q轴分量的参考电压，使所述电压幅值的q轴分量的参考电压等于零；

根据所述电压幅值的q轴分量的参考电压获得与所述额定电压幅值的q轴分量的差值电压；

根据所述差值电压和所述分配系数调节分配输送的功率。

4.根据权利要求2或3所述的柔性直流单元系统的黑启动协调控制方法，其特征在于，根据所述差值电压和所述分配系数调节分配输送的功率，包括：

获取所述无源侧母线的dq轴分量电流的分配电流；

根据所述差值电压和所述分配系数获得dq轴分量指令电流的参考电流；

获取所述dq轴分量指令电流的参考电流与所述dq轴分量电流的分配电流的差值，并根据所述差值获取所述电压幅值的dq轴分量的参考电压；

根据所述电压幅值的dq轴分量的参考电压获取脉宽调制信号，从而控制调节柔性直流单元的输出功率。

5.根据权利要求1所述的柔性直流单元系统的黑启动协调控制方法，其特征在于，根据所述无源侧柔性直流单元的并网个数确定每个柔性直流单元的分配系数，包括：

当获取所述无源侧柔性直流单元的并网个数为N时，若有M个单元退出，则调整所述分配系数为

其中，N＞M≥0，且均为整数。

6.根据权利要求1所述的柔性直流单元系统的黑启动协调控制方法，其特征在于，在根据所述额定功率和所述分配系数进行分配每个所述柔性直流单元的输送功率之前，还包括：

对无源侧母线连接的电网进行频率初始化所述无源侧柔性直流单元采用电压频率控制，控制无源侧母线连接的电网的频率为预设频率。

7.一种柔性直流单元系统的黑启动协调控制装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取需要投入无源侧母线的额定功率和无源侧的柔性直流单元并网的个数；其中，所述个数大于等于；

系数模块，用于根据所述无源侧柔性直流单元的并网个数确定每个柔性直流单元的分配系数；所述分配系数为所述无源侧柔性直流单元的并网个数的倒数；

功率分配模块，用于根据所述额定功率和所述分配系数进行分配每个所述柔性直流单元的输送功率。

8.根据权利要求7所述的柔性直流单元系统的黑启动协调控制装置，其特征在于，所述功率分配模块包括：

第一调节单元，用于当所述无源侧母线的输出频率偏离额定值时，调节所述无源侧母线的电压幅值的d轴分量的参考电压，使所述电压幅值的d轴分量的参考电压等于所述额定功率下的额定电压幅值；

第一差值电压单元，用于根据所述电压幅值的d轴分量的参考电压获得与所述额定电压幅值的d轴分量的差值电压；

功率输送单元，用于根据所述差值电压和所述分配系数调节分配输送的功率。

9.根据权利要求7所述的柔性直流单元系统的黑启动协调控制装置，其特征在于，所述功率分配模块还包括：

第二调节单元，用于当所述无源侧母线的输出电压偏离额定值时，调节所述无源侧母线的电压幅值的q轴分量的参考电压，使所述电压幅值的q轴分量的参考电压等于零；

第二差值电压单元，用于根据所述电压幅值的q轴分量的参考电压获得与所述额定电压幅值的q轴分量的差值电压；

功率输送单元，用于根据所述差值电压和所述分配系数调节分配输送的功率。

10.根据权利要求7所述的柔性直流单元系统的黑启动协调控制装置，其特征在于，所述系数模块包括：

系数调整单元，用于获取所述无源侧柔性直流单元的并网个数为N时，若有M个单元退出，则调整所述分配系数为

其中，N＞M≥0，且均为整数。

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