CN117498417A - 一种slcc直流系统孤岛运行控制方法 - Google Patents

一种slcc直流系统孤岛运行控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN117498417A
CN117498417A CN202310687111.3A CN202310687111A CN117498417A CN 117498417 A CN117498417 A CN 117498417A CN 202310687111 A CN202310687111 A CN 202310687111A CN 117498417 A CN117498417 A CN 117498417A
Authority
CN
China
Prior art keywords
control
svg
current
axis
slcc
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
CN202310687111.3A
Other languages
English (en)
Inventor
马为民
李明
吴方劼
薛英林
申笑林
梁晨光
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.)
State Grid Economic And Technological Research Institute Co LtdB412 State Grid Office
Original Assignee
State Grid Economic And Technological Research Institute Co LtdB412 State Grid Office
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 State Grid Economic And Technological Research Institute Co LtdB412 State Grid Office filed Critical State Grid Economic And Technological Research Institute Co LtdB412 State Grid Office
Priority to CN202310687111.3A priority Critical patent/CN117498417A/zh
Publication of CN117498417A publication Critical patent/CN117498417A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

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
    • 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
    • H02J3/388—Islanding, i.e. disconnection of local power supply from the network
    • 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)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

本发明提供一种SLCC直流系统孤岛运行控制方法，该方法包括：发电站发出的交流电通过采用电流控制指令的LCC阀变成直流电；直流电通过采用构网型双环控制策略SVG阀进行功率无功补偿；将经过功率无功补偿直流电通过SVG阀后输送到孤岛系统受端；本发明有效地解决LCC换流阀难以应用于新能源孤岛外送场景的问题。

Description

一种SLCC直流系统孤岛运行控制方法
技术领域
本发明涉及直流输电技术领域，尤其涉及一种SLCC直流系统孤岛运行控制方法。
背景技术
传统高压直流LCC-HVDC技术成熟，电压等级高，传输容量大，建设成本低，是现阶段大规模远距离电力外送的主力军，但原理上LCC换流阀对交流换相电压的依赖降低了其对大规模新能源并网的接纳能力且难以应用于孤岛新能源外送场景。
SLCC技术延续了传统直流输电高电压、大功率的成熟技术积淀，克服了对交流电网依赖强等问题，在保持与常规直流相当的投资规模的前提下实现了与柔性直流技术相近的适网性能，有望成为未来主流的特高压直流输电技术，可以更好地满足未来大规模新能源外送的需求。本发明以SLCC直流输电系统为研究对象，提出了SLCC系统在孤岛新能源外送场景下的控制方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种SLCC直流系统孤岛运行控制方法，该方法有效地解决LCC换流阀难以应用于新能源孤岛外送场景的问题。
一种SLCC直流系统孤岛运行控制方法，包括：
发电站发出的交流电通过采用电流控制指令的LCC阀变成直流电；
直流电通过采用构网型双环控制策略的SVG阀进行功率无功补偿；
将经过功率无功补偿直流电通过SVG阀后输送到孤岛系统受端。
采用电流控制指令的LCC阀包括：
LCC电流控制指令包括：给定的直流电流控制量，用于限制直流系统传输功率最大值；
由SVG子模块电容电压平衡控制产生的电流指令，用于控制直流系统的传输功率；
两种控制指令取小作为LCC阀的电流控制指令。
采用构网型双环控制策略的SVG阀包括：
外环控制弱交流电网有功输出即d轴、交流母线电压的有效值即q轴；
外环控制量直接生成内环电压控制量即内环d轴和内环q轴。
SVG子模块电容平衡电压控制包括：
取SVG三相桥臂电容电压的平均值，利用PI控制让其稳定在参考值附近，使SVG的有功输出为零。
外环控制弱交流电网有功输出即d轴包括：
SVG的外环d轴控制目标为保持弱交流电网有功输出结零；
控制方法包括采集弱交流电网的有功输出，经PI控制后作为SVG的内环d轴电压控制指令。
外环控制交流母线电压的有效值即q轴包括：
SVG的外环q轴控制目标为稳定PCC点的交流母线电压；
控制方法包括采集交流母线电压的有效值，将该有效值和控制目标值做差，经PI控制后作为SVG的内环q轴电压控制指令。
外环控制量直接生成内环电压控制量即内环d轴和内环q轴之后，还包括：将SVG的内环d轴、q轴电压控制指令进行反park变换，得到SVG的交流侧电压调制波。
经反park变换包括：
给定SVG内环控制反park的初始相角θ。
一种SLCC直流系统孤岛运行控制系统，包括：
第一电流控制模块，用于发电站发出的交流电通过采用电流控制指令的LCC阀变成直流电；
第二电流控制模块，用于直流电通过采用构网型双环控制策略的SVG阀进行功率无功补偿；
电流输出模块，用于将经过功率无功补偿直流电通过SVG阀后输送到孤岛系统受端。
一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现任一项所述的一种SLCC直流系统孤岛运行控制方法的步骤。
本发明通过构建LCC阀和SVG阀的独立控制策略，实现了SLCC系统的孤岛运行，克服了传统LCC系统难以应用于孤岛新能源外送场景的技术缺陷。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，标示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的流程图；
图2为本发明的SLCC系统孤岛运行示意图；
图3为本发明的LCC换流阀控制框图；
图4为本发明的SVG阀d轴外环控制框图；
图5为本发明的SVG阀q轴外环控制框图；
图6为本发明的SVG阀内环控制框图；
图7为本发明的全时段交流系统有功、无功潮流图；
图8为本发明的全时段直流系统参数图；
图9为本发明的SVG阀参数图。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，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。
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一种该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
传统高压直流LCC-HVDC技术成熟，电压等级高，传输容量大，建设成本低，是现阶段大规模远距离电力外送的主力军，但原理上LCC换流阀对交流换相电压的依赖降低了其对大规模新能源并网的接纳能力且难以应用于孤岛新能源外送场景。本发明通过构建LCC阀和SVG阀的独立控制策略，实现了SLCC系统的孤岛运行，克服了传统LCC系统难以应用于孤岛新能源外送场景的技术缺陷。
实施例1
一种SLCC直流系统孤岛运行控制方法，参考图1-6，包括：
S100,发电站发出的交流电通过采用电流控制指令的LCC阀变成直流电；
S200,直流电通过采用构网型双环控制策略的SVG阀进行功率无功补偿；
S300,将经过功率无功补偿直流电通过SVG阀后输送到孤岛系统受端。
如图3，采用电流控制指令的LCC阀包括：
LCC电流控制指令包括：给定的直流电流控制量，用于限制直流系统传输功率最大值；
由SVG子模块电容电压平衡控制产生的电流指令，用于控制直流系统的传输功率；
两种控制指令取小作为LCC阀的电流控制指令。
LCC电流控制指令包含两部分，一是给定的直流电流控制量Idc_pu，用于限制直流系统传输功率最大值；二是由SVG子模块电容电压平衡控制产生的电流指令Idc_SVG，用于控制直流系统的传输功率。Idc_pu和Idc_SVG两种控制指令取小作为LCC系统的电流控制指令Idc_order。SVG子模块电容电压平衡控制方法为，取SVG三相桥臂电容电压的平均值SVG_EcAvg，利用PI控制让其稳定在参考值附近，以保证SVG的有功输出为零。
如图4，5，6采用构网型双环控制策略的SVG阀包括：
外环控制弱交流电网有功输出即d轴、交流母线电压的有效值即q轴；
外环控制量直接生成内环电压控制量即内环d轴和内环q轴。
SVG采用构网型双环控制。其中，外环控制量为弱交流电网有功输出Ps(d轴)以及交流母线电压UPCC(q轴)的有效值Vs_rms。SVG的d轴外环控制目标为保持弱交流电网有功输出结零(Ps＝0，孤岛运行，仅新能源供电)，控制方法为采集弱交流电网的有功输出，经PI控制后作为SVG的内环d轴电压控制指令usd_ref。SVG的q轴外环控制目标为稳定PCC点的交流母线电压，控制方法为采集交流母线电压的有效值，将该有效值和控制目标值做差，经PI控制后作为SVG的内环q轴电压控制指令usq_ref。
SVG子模块电容平衡电压控制包括：
取SVG三相桥臂电容电压的平均值，利用PI控制让其稳定在参考值附近，使SVG的有功输出为零。
外环控制弱交流电网有功输出即d轴包括：
SVG的外环d轴控制目标为保持弱交流电网有功输出结零；
控制方法包括采集弱交流电网的有功输出，经PI控制后作为SVG的内环d轴电压控制指令。
外环控制交流母线电压的有效值即q轴包括：
SVG的外环q轴控制目标为稳定PCC点的交流母线电压；
控制方法包括采集交流母线电压的有效值，将该有效值和控制目标值做差，经PI控制后作为SVG的内环q轴电压控制指令。
外环控制量直接生成内环电压控制量即内环d轴和内环q轴之后，还包括：将SVG的内环d轴、q轴电压控制指令进行反park变换，得到SVG的交流侧电压调制波。
经反park变换包括：
给定SVG内环控制反park的初始相角θ。
最后，将usd_ref和usq_ref进行反park变换，即可得到SVG的交流侧电压调制波u1avf、u1bvf和u1cvf。其中，usd_ref和usq_ref进行反park变换的初始相角θ直接给定。图1为SLCC系统拓扑示意图，图2为本发明实施例提供的一种SLCC直流系统孤岛运行控制方法示意图。系统仿真条件为：新能源孤岛装机4000MW；交流系统电压750kV，短路阻抗138.2欧母；单极直流系统，直流电压+800kV，额定功率4000MW。
系统运行初始，新能源孤岛与交流系统互联，通过直流系统馈入受端交流系统，13.6秒时新能源孤岛与交流系统开断，18.5秒重新与交流系统同步。
图7,8,9给出了本算例的测试结果。系统0秒启动，新能源孤岛开始提升功率，大约在8秒新能源达到额定出力4000MW，直流功率P_S1P1也基本为4000MW，交流系统有功P_S1S基本结零。新能源孤岛吸收无功约700MVar，高、低端换流器分别向交流母线输出无功约200MVar，交流系统提供无功约300MVar。可以看出，SLCC系统运行于孤岛模式下的直流电压、电流、控制角均保持稳定，交流系统电压、有功、无功正常，系统运行情况良好。
综上所述，本发明面向直流输电系统应用于新能源外送场景的研究需求，提出了一种SLCC直流系统孤岛运行控制方法，通过构建LCC换流阀和SVG阀的独立控制策略，实现了SLCC系统的孤岛运行，克服了传统LCC系统难以应用于孤岛新能源外送场景的技术缺陷。
实施例2
一种SLCC直流系统孤岛运行控制系统，包括：
第一电流控制模块，用于发电站发出的交流电通过采用电流控制指令的LCC阀变成直流电；
第二电流控制模块，用于直流电通过采用构网型双环控制策略的SVG阀进行功率无功补偿；
电流输出模块，用于将经过功率无功补偿直流电通过SVG阀后输送到孤岛系统受端。
实施例3
一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现任一项所述的一种SLCC直流系统孤岛运行控制方法的步骤。
本发明通过构建LCC阀和SVG阀的独立控制策略，实现了SLCC系统的孤岛运行，克服了传统LCC系统难以应用于孤岛新能源外送场景的技术缺陷。
以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种SLCC直流系统孤岛运行控制方法，其特征在于，包括：
发电站发出的交流电通过采用电流控制指令的LCC阀变成直流电；
直流电通过采用构网型双环控制策略的SVG阀进行功率无功补偿；
将经过功率无功补偿直流电通过SVG阀后输送到孤岛系统受端。
2.根据权利要求1所述的一种SLCC直流系统孤岛运行控制方法，其特征在于，所述采用电流控制指令的LCC阀包括：
LCC电流控制指令包括：给定的直流电流控制量，用于限制直流系统传输功率最大值；
由SVG子模块电容电压平衡控制产生的电流指令，用于控制直流系统的传输功率；
两种控制指令取小作为LCC阀的电流控制指令。
3.根据权利要求1所述的一种SLCC直流系统孤岛运行控制方法，其特征在于，所述采用构网型双环控制策略的SVG阀包括：
外环控制弱交流电网有功输出即d轴、交流母线电压的有效值即q轴；
外环控制量直接生成内环电压控制量即内环d轴和内环q轴。
4.根据权利要求2所述的一种SLCC直流系统孤岛运行控制方法，其特征在于，所述SVG子模块电容平衡电压控制包括：
取SVG三相桥臂电容电压的平均值，利用PI控制让其稳定在参考值附近，使SVG的有功输出为零。
5.根据权利要求3所述的一种SLCC直流系统孤岛运行控制方法，其特征在于，所述外环控制弱交流电网有功输出即d轴包括：
SVG的外环d轴控制目标为保持弱交流电网有功输出结零；
控制方法包括采集弱交流电网的有功输出，经PI控制后作为SVG的内环d轴电压控制指令。
6.根据权利要求3所述的一种SLCC直流系统孤岛运行控制方法，其特征在于，所述外环控制交流母线电压的有效值即q轴包括：
SVG的外环q轴控制目标为稳定PCC点的交流母线电压；
控制方法包括采集交流母线电压的有效值，将该有效值和控制目标值做差，经PI控制后作为SVG的内环q轴电压控制指令。
7.根据权利要求3所述的一种SLCC直流系统孤岛运行控制方法，其特征在于，所述外环控制量直接生成内环电压控制量即内环d轴和内环q轴之后，还包括：将SVG的内环d轴、q轴电压控制指令进行反park变换，得到SVG的交流侧电压调制波。
8.根据权利要求7所述的一种SLCC直流系统孤岛运行控制方法，其特征在于，所述反park变换包括：
给定SVG内环控制反park的初始相角θ。
9.一种SLCC直流系统孤岛运行控制系统，其特征在于，包括：
第一电流控制模块，用于发电站发出的交流电通过采用电流控制指令的LCC阀变成直流电；
第二电流控制模块，用于直流电通过采用构网型双环控制策略的SVG阀进行功率无功补偿；
电流输出模块，用于将经过功率无功补偿直流电通过SVG阀后输送到孤岛系统受端。
10.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至8中任一项所述的一种SLCC直流系统孤岛运行控制方法的步骤。
CN202310687111.3A 2023-06-09 2023-06-09 一种slcc直流系统孤岛运行控制方法 Pending CN117498417A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310687111.3A CN117498417A (zh) 2023-06-09 2023-06-09 一种slcc直流系统孤岛运行控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310687111.3A CN117498417A (zh) 2023-06-09 2023-06-09 一种slcc直流系统孤岛运行控制方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN117498417A true CN117498417A (zh) 2024-02-02

Family

ID=89683581

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310687111.3A Pending CN117498417A (zh) 2023-06-09 2023-06-09 一种slcc直流系统孤岛运行控制方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN117498417A (zh)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114566978A (zh) * 2022-03-08 2022-05-31 昆明理工大学 一种基于svg深井非煤矿电气化铁道供电系统及其使用方法
CN115224717A (zh) * 2022-08-30 2022-10-21 南方电网科学研究院有限责任公司 一种新能源孤岛电网送出系统的送端交流故障穿越方法
CN115241919A (zh) * 2022-08-17 2022-10-25 国网经济技术研究院有限公司 一种用于新型电力系统的slcc换相系统及其控制方法
CN115995814A (zh) * 2023-03-23 2023-04-21 佛山市电子政务科技有限公司 一种基于大数据的公共电力资源调配方法
CN116054243A (zh) * 2022-12-16 2023-05-02 南方电网科学研究院有限责任公司 一种新能源孤岛电网送出系统优化控制方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114566978A (zh) * 2022-03-08 2022-05-31 昆明理工大学 一种基于svg深井非煤矿电气化铁道供电系统及其使用方法
CN115241919A (zh) * 2022-08-17 2022-10-25 国网经济技术研究院有限公司 一种用于新型电力系统的slcc换相系统及其控制方法
CN115224717A (zh) * 2022-08-30 2022-10-21 南方电网科学研究院有限责任公司 一种新能源孤岛电网送出系统的送端交流故障穿越方法
CN116054243A (zh) * 2022-12-16 2023-05-02 南方电网科学研究院有限责任公司 一种新能源孤岛电网送出系统优化控制方法
CN115995814A (zh) * 2023-03-23 2023-04-21 佛山市电子政务科技有限公司 一种基于大数据的公共电力资源调配方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110350580B (zh) 一种基于自适应虚拟阻抗的低压微网逆变器的控制方法
CN109449999B (zh) 基于自适应虚拟阻抗的低压微电网分布式控制方法及系统
WO2021056747A1 (zh) 交直流配电系统电压协调控制方法及交直流配电系统
WO2023087535A1 (zh) 基于新能源支撑机与储能装置的调频方法、装置、系统及新能源场站
CN108173258A (zh) 一种三端口变换器的虚拟电感和虚拟电容功率分配方法
CN104319823A (zh) 一种包含z源变换器的交直流混合微电网及协调控制策略
CN110797885B (zh) 基于虚拟阻抗的三相四桥臂虚拟同步功率解耦控制方法
CN110061509A (zh) 一种柔性直流系统中变压器有载调压控制方法及系统
CN108092309B (zh) 一种加入双储能的虚拟同步机控制装置及方法
CN114285056A (zh) 一种储能变流器多机并联改进主从控制方法
Jin et al. An improved compensation method for voltage sags and swells of the electric vehicles charging station based on a UPQC-SMES system
CN115085204A (zh) 一种卸荷电路、低电压穿越控制方法及系统
CN109524994A (zh) 一种提高双馈风电并网电力系统故障电压的控制方法及系统
CN117498417A (zh) 一种slcc直流系统孤岛运行控制方法
CN113489044B (zh) 考虑线路电阻的多端柔性直流输电自适应下垂控制方法
CN112542846B (zh) 一种用于等效扩容的储能系统容量自适应分配控制方法
CN110905661B (zh) 一种海上石油钻井平台的多能互补供电系统及其控制方法
CN115224718A (zh) 储能换流器自适应下垂控制方法及系统
CN114977213A (zh) 一种含风力发电与混合储能的直流微电网协调控制方法
CN109787267A (zh) 一种双馈风机经vsc-hvdc接入弱受端系统的判定方法
CN113258553A (zh) 纯电池动力船舶综合电力系统直流母线电压镇定控制方法
CN110011352A (zh) 一种含有新能源并网的电压跌落控制方法
CN112713596A (zh) 高压侧无功及谐波的低压侧加变压器补偿系统及方法
CN105375786A (zh) 无刷双馈发电机的背靠背变流器及控制方法
CN111276959A (zh) 基于双馈风力发电系统的直流微电网功率协调控制方法

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