CN115296325A - 用于锁相环-构网型mmc换流站并联供电系统的控制方法 - Google Patents

用于锁相环-构网型mmc换流站并联供电系统的控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN115296325A
CN115296325A CN202210994111.3A CN202210994111A CN115296325A CN 115296325 A CN115296325 A CN 115296325A CN 202210994111 A CN202210994111 A CN 202210994111A CN 115296325 A CN115296325 A CN 115296325A
Authority
CN
China
Prior art keywords
mmc
power
axis
reference value
axis voltage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202210994111.3A
Other languages
English (en)
Inventor
华文
董炜
郑翔
楼伯良
申屠磊璇
周泰斌
周正阳
王龙飞
周靖皓
王博文
奚洪磊
李斯迅
张哲任
徐政
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Electric Power Research Institute of State Grid Zhejiang Electric Power Co Ltd
Original Assignee
Electric Power Research Institute of State Grid Zhejiang Electric Power Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Electric Power Research Institute of State Grid Zhejiang Electric Power Co Ltd filed Critical Electric Power Research Institute of State Grid Zhejiang Electric Power Co Ltd
Priority to CN202210994111.3A priority Critical patent/CN115296325A/zh
Publication of CN115296325A publication Critical patent/CN115296325A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/36—Arrangements for transfer of electric power between ac networks via a high-tension dc link
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/26—Sectionalised protection of cable or line systems, e.g. for disconnecting a section on which a short-circuit, earth fault, or arc discharge has occured
    • H02H7/268—Sectionalised protection of cable or line systems, e.g. for disconnecting a section on which a short-circuit, earth fault, or arc discharge has occured for dc systems
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/24—Arrangements for preventing or reducing oscillations of power in networks
    • H02J3/241—The oscillation concerning frequency
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/46—Controlling of the sharing of output between the generators, converters, or transformers
    • H02J3/48—Controlling the sharing of the in-phase component
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/60—Arrangements for transfer of electric power between AC networks or generators via a high voltage DC link [HVCD]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

本发明公开了一种用于锁相环‑构网型MMC换流站供电系统的控制方法。本发明的控制方法采用定交流电压幅值和有功功率，MMC通过锁相环与交流电网保持同步，其q轴电压控制环节根据q轴电压和有功电流参考值调节d轴电流参考值，从而调节有功功率保持角频率与功角稳定；其d轴电压控制环节根据d轴电压调节q轴电流参考值，从而调节无功功率保持PCC电压稳定。本发明引入频率偏差来调节有功电流参考值，使得MMC输出有功功率能够响应频率变化，使MMC具备一次调频特性；锁相环‑构网型MMC换流站同时适用于短路比较大的强电网与短路比较小的弱电网，当功率指令值或电网频率变化时能够延时调整功率输出，具备良好的稳态性能与暂态性能。

Description

用于锁相环-构网型MMC换流站并联供电系统的控制方法
技术领域
本发明属于电力系统输配电技术领域，具体地说是一种用于锁相环-构网型MMC换流站并联供电系统的控制方法。
背景技术
随着电力电子器件的高速发展，基于电压源型换流器的柔性直流输电(voltagesource converter based high voltage direct current，VSC-HVDC)技术也得到广泛应用。相基于半控型器件的传统直流系统，VSC-HVDC具有控制灵活、不需要电网提供换相电压、可独立控制有功功率及无功功率、可以为无源网络提供同步交流电源支撑等优势，且具有向无源网络供电、可独立控制有功功率及无功功率、能灵活地实现潮流反转等优点，在新能源并网、交流大电网之间互联、海上风电接入、直流配电网等场景中应用广泛，发展前景巨大；其中，模块化多电平换流器MMC凭借其谐波分量较少，不需要应用功率器件串联技术等优势，成为了大规模新能源基地并网中首选的电压源换流器。与此同时，MMC-HVDC作为重要的非同步机电源，在未来电力系统中能够替代同步机电源向电力系统中供电。
MMC-HVDC作为非同步机电源时，主要有跟网型和构网型两种典型控制策略。跟网型MMC通常采用电流矢量控制，外环控制器实现有功/无功量的解耦控制，有功控制环通常定有功功率，无功环可以采用定无功功率/交流电压控制策略，采用锁相环(phase lockedloop，PLL)跟踪并网点电压，实现与有源电网的同步。跟网型MMC适用于短路比较大(短路比大于3)的强电网。构网型MMC的核心思想是控制并网点电压的幅值和相位，可以模拟发电机的惯量和阻尼特性，在为无源网络供电时发挥着独特的优势。构网型MMC适用于短路比较小(短路比小于3)的弱电网。
随着电能需求的增长、环保压力的增大，对清洁能源的需求不断上升，未来传统同步机电源的主导地位将被打破。随着同步机电源逐渐被非同步机电源取代，构网型MMC换流站供电系统成为重要的供电方式。然而，构网型换流器在启动过程中以及在交流电网发生故障而切换到限制过电流控制模式时，需要切换为锁相环控制以避免与电网失去同步，这可能造成构网型换流器在PLL与PSC控制模式之间频繁切换。此外，通用的构网型换流器一般不适用于短路比较大的强电网。
因此，需要另外研究适用性较广的新型构网型MMC换流站控制策略，以实现未来采用构网型MMC供电系统向电网稳定可靠地供电。
发明内容
鉴于上述，本发明提供一种用于锁相环-构网型MMC换流站供电系统的控制方法，使构网型MMC换流站能同时适用于短路比较大的强电网与短路比较小的弱电网，并能在电网频率变化或功率指令值变化时延时调整功率输出，同时在供电系统故障期间具备较好的暂态运行特性。
为此，本发明采用如下的技术方案：用于锁相环-构网型MMC换流站供电系统的控制方法，供电系统中的锁相环-构网型MMC采用定交流电压幅值和有功功率控制；MMC通过锁相环与交流电网保持同步，其q轴电压控制环节根据q轴电压和有功电流参考值调节d轴电流参考值，从而调节有功功率保持角频率与功角稳定；
MMC的d轴电压控制环节根据d轴电压调节q轴电流参考值，从而调节无功功率保持PCC电压稳定；
所述的有功电流参考值根据频率偏差动态调整，使MMC输出有功功率能够响应频率变化。
本发明引入频率偏差来调节有功电流参考值，使得MMC输出有功功率能够响应频率变化，使MMC具备一次调频特性。锁相环-构网型MMC换流站同时适用于短路比较大(短路比大于3)的强电网与短路比较小(短路比小于3)的弱电网，当功率指令值或电网频率变化时能够延时调整功率输出，具备良好的稳态性能与暂态性能。
进一步地，锁相环-构网型MMC通过锁相环PLL与交流电网实现同步，PLL的输入为q轴电压usq，输出为MMC的相对角速度Δω；
电网遭受扰动期间usq的值决定换流站的PLL角速度Δω变化情况，其传递函数FP(s)表达式如下：
Figure BDA0003804943060000031
其中，Kp、Ki分别为PLL的控制器比例、积分常数，Ba为PLL控制器参数，s为拉普拉斯算子，usd *为MMC的d轴电压参考值，isq为MMC的q轴电流测量值。Kp为换流站引入功率阻尼，Ki使换流站更好地起到对交流系统惯性支撑的作用。
进一步地，锁相环-构网型MMC的d轴电压控制环节根据d轴电压输出q轴电流参考值，由于q轴电流与MMC输出无功相互耦合，因此MMC通过d轴电压控制环节调节输出无功，进而稳定PCC电压。
更进一步地，稳态时d轴电压紧跟电压指令值，其传递函数表达式如下：
Figure BDA0003804943060000032
其中：usd与iqref分别是d轴电压测量值与q轴电流指令值，Vref为PCC电压指令值，Ko与To分别是d轴电压控制环中PI控制器的比例、积分常数。
进一步地，锁相环-构网型MMC的q轴电压控制环节根据q轴电压和有功电流参考值输出d轴电流参考值，由于d轴电流与MMC输出有功功率相互耦合，因此MMC能够通过q轴电压控制环节调节输出有功功率，进而稳定功角与频率；稳态时，d轴电流紧跟有功电流指令值。
更进一步地，d轴电流参考值的传递函数表达式如下：
Figure BDA0003804943060000033
其中，idref与usq分别为d轴电流参考值和q轴电压测量值，Ipref为有功电流指令值，Bad为d轴电流控制参数，Bad的取值与PLL控制参数Ba取值相同，Tq为q轴电压控制环节的惯性常数。
再进一步地，锁相环-构网型MMC的有功电流参考值Ipref需要响应电网频率的变化，当电网频率处于额定值时，Ipref控制MMC输出额定有功功率；当电网频率下跌时，Ipref控制MMC输出更多的有功功率为电网提供频率支撑；当电网频率上升时，Ipref控制MMC输出更少的有功功率。
再进一步地，所述的Ipref由有功电流反馈环给出，Ipref按下式计算：
Figure BDA0003804943060000041
其中，Pref为有功功率指令值，Vref为PCC电压指令值，△ω为电网频率偏差，Tw为惯性时间常数，Kw为调频系数。当频率下降1Hz时要求MMC多发出0.5pu有功功率，因此设Kw为25。
进一步地，d轴电压控制与q轴电压控制输出的d轴电流参考值和q轴电流参考值还需要经过限幅环节，以实现故障穿越。
进一步地，当发生交流系统故障时，MMC监测到PCC电压us跌落至设定阈值Uthr以下时，输出dq轴电流切换到给定参考值Idref和Iqref，并满足：
Figure BDA0003804943060000042
其中，Imax为MMC阀侧电流允许最大值。
与现有技术相比，本发明具有以下有益技术效果：
1.本发明为锁相环-构网型MMC换流站供电系统提供了一种可行的控制方法，使得MMC同时适用于短路比较小的强电网与短路比较大的弱电网，因此本发明使用范围广，为未来工程的设计起到一定的指导作用。
2.当锁相环-构网型MMC的输出功率指令值发生改变时，MMC输出功率能够跟随指令值；当电网频率变化时，MMC也能够为电网提供功率支撑；并且MMC输出功率变化平缓，具有惯性响应特性。因此本发明能够使得MMC具备调频特性，适用性强，实际的工程意义重大。
3.当锁相环-构网型MMC并网系统等值阻抗中点处发生短路故障时，供电系统能够实现故障穿越，保证系统故障清除后恢复稳定运行；因此本发明实施简单，各种工况下适用性强，实际的工程意义重大。
附图说明
图1为锁相环-构网型MMC换流站并网供电系统的拓扑结构示意图；
图2为本发明锁相环-构网型MMC锁相环控制原理框图；
图3为本发明锁相环-构网型MMC外环电压控制原理框图；
图4为功率指令值由0.8pu向下阶跃0.3pu后锁相环-构网型MMC分别在短路比为1、2、3、4下的功率响应波形图；
图5为功率指令值由0.3pu向上阶跃0.8pu后锁相环-构网型MMC分别在短路比为1、2、3、4下的功率响应波形图；
图6为电网频率跌落0.5Hz后锁相环-构网型MMC分别在短路比为1、2、3、4下的功率响应波形图；
图7为锁相环-构网型MMC换流站并网线路等值阻抗中点处发生三相金属性接地短路故障情况下MMC的d、q轴电流波形图。
具体实施方式
为了更为具体地描述本发明，下面结合说明书附图及具体实施方式对本发明的技术方案进行详细说明。
本发明提供一种用于锁相环-构网型MMC换流站供电系统的控制方法，对于系统中的锁相环-构网型MMC采用定交流电压幅值和有功功率的控制策略，MMC通过锁相环与交流电网保持同步，其q轴电压控制环节能够根据q轴电压和有功电流参考值调节d轴电流参考值，从而调节有功功率保持角频率与功角稳定；其d轴电压控制环节能够根据d轴电压调节q轴电流参考值，从而调节无功功率保持PCC电压稳定。本发明引入频率偏差来调节有功电流参考值，使得MMC输出有功功率能够响应频率变化，使MMC具备一次调频特性。锁相环-构网型MMC换流站同时适用于短路比较大的强电网与短路比较小的弱电网，当功率指令值或电网频率变化时能够延时调整功率输出，具备良好的稳态性能与暂态性能。
具体地，锁相环-构网型MMC通过PLL与交流电网实现同步，PLL的输入为q轴电压usq，输出为MMC的相对角速度Δω。PLL控制环中，ω0为系统额定角频率，ωPLL为PLL输出角频率，θPLL为换流器坐标变换的角度，即PLL输出的角度。电网遭受扰动期间usq的值决定了换流器的PLL角速度Δω变化情况，其传递函数FP(s)表达式如下：
Figure BDA0003804943060000051
其中，Kp、Ki分别为PLL的控制器比例、积分常数，Ba为PLL控制器参数，s为拉普拉斯算子，usd *为MMC的d轴电压参考值，isq为MMC的q轴电流测量值。Kp为换流站引入功率阻尼，Ki使换流站更好地起到对交流系统惯性支撑的作用。
具体地，锁相环-构网型MMC的d轴电压控制环节根据d轴电压输出q轴电流参考值，由于q轴电流与MMC输出无功相互耦合，因此MMC能够通过d轴电压控制环节调节输出无功，进而稳定PCC电压。稳态时d轴电压紧跟电压指令值，其传递函数表达式如下：
Figure BDA0003804943060000061
其中，usd与iqref分别是d轴电压测量值与q轴电流指令值，Vref为PCC电压指令值。Ko与To分别是d轴电压控制环中PI控制器的比例、积分常数。
具体地，锁相环-构网型MMC的q轴电压控制环节根据q轴电压和有功电流参考值输出d轴电流参考值，由于d轴电流与MMC输出有功功率相互耦合，因此MMC能够通过q轴电压控制环节调节输出的有功功率，进而稳定功角与频率。稳态时d轴电流紧跟有功电流指令值，其传递函数表达式如下：
Figure BDA0003804943060000062
其中，idref与usq分别为d轴电流参考值和q轴电压测量值，Ipref为有功电流指令值，Bad为d轴电流控制参数，Bad的取值与PLL控制参数Ba取值相同，Tq为q轴电压控制环节的惯性常数。
具体地，锁相环-构网型MMC的有功电流参考值Ipref需要响应电网频率的变化，当电网频率处于额定值时，Ipref控制MMC输出额定有功功率；当电网频率下跌时，Ipref控制MMC输出更多的有功功率为电网提供频率支撑；当电网频率上升时，Ipref控制MMC输出更少的有功功率。因此Ipref由有功电流反馈环给出，Ipref可按下式计算：
Figure BDA0003804943060000063
其中：Pref为有功功率指令值，Vref为PCC电压指令值，△ω为电网频率偏差，Tw为惯性时间常数，Kw为调频系数。当频率下降1Hz时要求MMC多发出0.5pu有功功率，因此设Kw为25。
具体地，d轴电压控制与q轴电压控制输出的d轴电流参考值、q轴电流参考值还需要经过限幅环节以实现故障穿越。当发生交流系统故障时，MMC监测到PCC电压us跌落至设定阈值Uthr以下时，输出dq轴电流切换到给定参考值Idref和Iqref，并满足：
Figure BDA0003804943060000071
其中，Imax为MMC阀侧电流允许最大值，一般为1.2pu。
应用本发明用于锁相环-构网型MMC换流站并网供电系统控制方法，控制原理如图2-3所示，具体包括如下步骤：
(1)对于锁相环-构网型MMC换流站，采用定PCC交流电压幅值和有功功率的控制策略，通过锁相环PLL与交流电网保持同步，通常令PCC电压指令值Vref＝1，有功功率指令值根据实际需要设定。
(2)对于锁相环-构网型MMC换流站，需要设定MMC的d轴电压控制系数。假设当电网电压下跌后，usd<Vref，d轴电压环输出更大的q轴电流参考值，从而使MMC输出更多无功功率。一般令d轴电压控制环中PI环节控制参数Ko＝1.1、To＝0.1。
(3)对于锁相环-构网型MMC换流站，需要设定MMC的q轴电压控制系数。假设当电网频率下跌后，PLL参考坐标系超前于PCC的电网同步坐标系，导致usq<0，q轴电压环输出更大的d轴电流参考值，从而使MMC输出更多功率，为电网提供惯性支撑。由于Tq为q轴电压控制环的惯性常数，为MMC提供虚拟惯性，因此设定为Tq＝0.2s；Ba主要调节MMC虚拟惯性的大小，可以根据实际需要设定。
(4)对于锁相环-构网型MMC换流站，要求当电网频率下降1Hz时MMC多发出0.5pu有功功率，相当于使MMC具备一次调频特性。因此设有功电流反馈环中的调频系数Kw为25，惯性时间常数Tw为0.2s，相当于MMC在电网频率下降后0.2s内调节输出功率。
(5)对于锁相环-构网型MMC换流站，其d轴电流与q轴电流参考值需要经过限幅环节以实现故障穿越。当发生交流系统故障时，MMC监测到PCC电压us跌落至设定阈值Uthr以下时，输出dq轴电流切换到给定参考值Idref和Iqref。设定故障时电流参考值Idref＝0.3，Iqref＝-1.16。
将外环电压控制器输出的结果作为MMC内环电流控制器的参考值，内环电流控制器设计方法与传统MMC的内环电流控制器基本相同，MMC内环电流限幅环节的最大输出和最小输出可以限制在1.2p.u.和-1.2p.u.附近。
本实施例中所采用的发电机-构网型MMC并网供电系统如图1所示，图中，Ps+jQs表示构网型换流器向交流电网注入的功率。交流电网采用戴维南等效电路来模拟，ug为交流电网电压，Rs与Xs分别表示交流电网等值阻抗Zs的电阻、电抗分量。XT表示构网型换流器的连接变压器漏抗。发电机与MMC的并网点通过交流输电线路相连，以并联形式通过另一段输电线路接入电网；发电机的额定容量为400MVA，MMC换流站的额定直流电压为400kV，额定输送功率为400MW，供电系统主回路具体参数如表1所示。仿真分析中令并网系统SCR分别为1、2、3、4，其中SCR＝1为弱系统，SCR＝4为强系统。
表1
参数 数值
交流系统线电压有效值 220kV
系统额定频率 50Hz
MMC直流电压 400kV
MMC额定容量 400MVA
MMC阀侧电压基波幅值 210kV
MMC桥臂子模块数量 200
MMC子模块电容值 666μF
MMC桥臂电抗值 76mH
系统基准容量 400MVA
MMC联结变压器额定容量 480MVA
MMC联结变压器漏抗 0.1p.u.
MMC内环比例/积分增益 1.1/20
MMC锁相环比例/积分系数 100/220
MMC外环电压PI控制器K<sub>o</sub>/T<sub>o</sub> 1.1/0.1
MMC外环电压惯性环节B<sub>ad</sub>/T<sub>q</sub> 1/0.2
MMC有功电流反馈环K<sub>w</sub>/T<sub>w</sub> 25/0.2
由图4可以看出，当t＝1s时Pref由0.8向下阶跃为0.5，不同短路比下的MMC输出功率均能够延时跟随指令值变化，并且短路比越大，MMC的响应速度越快。
由图5可以看出，当t＝1s时Pref由0.5向上阶跃为0.8，不同短路比下的MMC输出功率均能够延时跟随指令值变化，并且短路比越大，MMC的响应速度越快。
由图6可以看出，当t＝1s时电网频率由50Hz向下阶跃至49.5Hz，不同短路比下的MMC输出功率均按照有功电流反馈环的比例系数延时增加0.25pu，为电网提供功率支撑。
图4、图5、图6共同说明本发明提出的控制方法使得MMC同时适用于强电网与弱电网，并且在功率指令值改变或电网频率变化时能够延时调整输出功率，具有较强的实际工程意义。
由图7可以看出，MMC并网系统SCR＝1.5，当t＝1s时并网系统等值阻抗中点处发生三相短路故障后，MMC输出d轴电流0.3pu，输出q轴电流-1.2pu。故障持续0.1s后清除，MMC输出的d轴电流与q轴电流在经历约0.5s的暂态过程后恢复到故障前水平并保持稳定，MMC实现了故障穿越。说明本发明提出的控制方法具有较好的暂态性能。
上述对实施例的描述是为便于本技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对上述实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，对于本发明做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.用于锁相环-构网型MMC换流站供电系统的控制方法，其特征在于，供电系统中的锁相环-构网型MMC采用定交流电压幅值和有功功率控制；MMC通过锁相环与交流电网保持同步，其q轴电压控制环节根据q轴电压和有功电流参考值调节d轴电流参考值，从而调节有功功率保持角频率与功角稳定；
MMC的d轴电压控制环节根据d轴电压调节q轴电流参考值，从而调节无功功率保持PCC电压稳定；
所述的有功电流参考值根据频率偏差动态调整，使MMC输出有功功率能够响应频率变化。
2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，锁相环-构网型MMC通过锁相环PLL与交流电网实现同步，PLL的输入为q轴电压usq，输出为MMC的相对角速度Δω；
电网遭受扰动期间usq的值决定换流站的PLL角速度Δω变化情况，其传递函数FP(s)表达式如下：
Figure FDA0003804943050000011
其中，Kp、Ki分别为PLL的控制器比例、积分常数，Ba为PLL控制器参数，s为拉普拉斯算子，usd *为MMC的d轴电压参考值，isq为MMC的q轴电流测量值。
3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，锁相环-构网型MMC的d轴电压控制环节根据d轴电压输出q轴电流参考值，由于q轴电流与MMC输出无功相互耦合，因此MMC通过d轴电压控制环节调节输出无功，进而稳定PCC电压。
4.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，稳态时d轴电压紧跟电压指令值，其传递函数表达式如下：
Figure FDA0003804943050000012
其中：usd与iqref分别是d轴电压测量值与q轴电流指令值，Vref为PCC电压指令值，Ko与To分别是d轴电压控制环中PI控制器的比例、积分常数。
5.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，锁相环-构网型MMC的q轴电压控制环节根据q轴电压和有功电流参考值输出d轴电流参考值，由于d轴电流与MMC输出有功功率相互耦合，因此MMC能够通过q轴电压控制环节调节输出有功功率，进而稳定功角与频率；稳态时，d轴电流紧跟有功电流指令值。
6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，d轴电流参考值的传递函数表达式如下：
Figure FDA0003804943050000021
其中，idref与usq分别为d轴电流参考值和q轴电压测量值，Ipref为有功电流指令值，Bad为d轴电流控制参数，Bad的取值与PLL控制参数Ba取值相同，Tq为q轴电压控制环节的惯性常数。
7.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，锁相环-构网型MMC的有功电流参考值Ipref需要响应电网频率的变化，当电网频率处于额定值时，Ipref控制MMC输出额定有功功率；当电网频率下跌时，Ipref控制MMC输出更多的有功功率为电网提供频率支撑；当电网频率上升时，Ipref控制MMC输出更少的有功功率。
8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述的Ipref由有功电流反馈环给出，Ipref按下式计算：
Figure FDA0003804943050000022
其中，Pref为有功功率指令值，Vref为PCC电压指令值，△ω为电网频率偏差，Tw为惯性时间常数，Kw为调频系数。
9.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，d轴电压控制与q轴电压控制输出的d轴电流参考值和q轴电流参考值还需要经过限幅环节，以实现故障穿越。
10.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，当发生交流系统故障时，MMC监测到PCC电压us跌落至设定阈值Uthr以下时，输出dq轴电流切换到给定参考值Idref和Iqref，并满足：
Figure FDA0003804943050000031
其中，Imax为MMC阀侧电流允许最大值。
CN202210994111.3A 2022-08-18 2022-08-18 用于锁相环-构网型mmc换流站并联供电系统的控制方法 Pending CN115296325A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210994111.3A CN115296325A (zh) 2022-08-18 2022-08-18 用于锁相环-构网型mmc换流站并联供电系统的控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210994111.3A CN115296325A (zh) 2022-08-18 2022-08-18 用于锁相环-构网型mmc换流站并联供电系统的控制方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115296325A true CN115296325A (zh) 2022-11-04

Family

ID=83829829

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210994111.3A Pending CN115296325A (zh) 2022-08-18 2022-08-18 用于锁相环-构网型mmc换流站并联供电系统的控制方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115296325A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116845927A (zh) * 2023-08-31 2023-10-03 国网湖北省电力有限公司电力科学研究院 风电经柔直并网系统缓解频率二次跌落的控制方法和装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116845927A (zh) * 2023-08-31 2023-10-03 国网湖北省电力有限公司电力科学研究院 风电经柔直并网系统缓解频率二次跌落的控制方法和装置
CN116845927B (zh) * 2023-08-31 2023-11-14 国网湖北省电力有限公司电力科学研究院 风电经柔直并网系统缓解频率二次跌落的控制方法和装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11509166B2 (en) Microgrid control system and microgrid
Khazaei et al. Review of HVDC control in weak AC grids
El Moursi et al. A secondary voltage control strategy for transmission level interconnection of wind generation
CN106410849A (zh) 基于虚拟同步发电机的微网逆变器均衡控制方法
CN108429289B (zh) 一种基于虚拟同步发电机的控制方法及系统
CN104659802B (zh) 一种改善交流系统暂态稳定性的vsc-hvdc交流电压-频率协调控制方法
CN108718094A (zh) 一种提高大型光伏系统低电压穿越性能的方法
CN103795080A (zh) 一种mmc型轻型直流输电系统的并网方法
CN114172203B (zh) 用于发电机-构网型mmc换流站并联供电系统的控制方法
CN106712089A (zh) 一种基于九开关管逆变器的多功能分布式电源并网装置
CN113346559A (zh) 极弱电网下直驱风电系统低电压穿越功率切换控制方法
CN106786562B (zh) 一种静止同步串联补偿器的自励启动系统及方法
CN112467789A (zh) 一种基于功率传输原则的混合微网虚拟同步机控制方法
Xin et al. AC fault ride-through coordinated control strategy of LCC-MMC hybrid DC transmission system connected to passive networks
CN114221335A (zh) 用于发电机-跟网型mmc换流站并联供电系统的控制方法
CN115296325A (zh) 用于锁相环-构网型mmc换流站并联供电系统的控制方法
CN115864374A (zh) 一种储能mmc-同步机并联供电系统的暂态稳定提升方法
CN111162562A (zh) 一种适用于风电mmc-mtdc系统的协调故障穿越方法
Moustafa et al. Simulation of a VSC transmission scheme supplying a passive load
CN108736517A (zh) 一种基于vsg的逆变型分布式电源自适应阻尼控制策略
CN111864783B (zh) 一种直流短路故障穿越控制方法及相关装置
CN115021319A (zh) 模块化多电平换流器的联网与孤岛运行控制方法及系统
CN109861308B (zh) 一种虚拟同步发电机故障穿越控制方法
CN112600239A (zh) 一种风电并网控制方法
Liu et al. Adaptive Virtual Impedance Current Limiting Strategy for Grid-Forming Converter

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination