CN1881728A - 受端为弱小系统的直流输电调频控制实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高压直流输电控制保护系统中极控制调频的一种方法，尤其是涉及到一种受端为弱小系统的直流输电调频控制实现方法。本发明的方法，完全由计算机控制系统实现。对于动态频率调节而言，位于直流输电分层控制结构的闭环控制系统的功率引导层，频率调节器根据频率误差的大小对下层功率和电流参考值进行动态修改，在站间通讯通道故障时对电压参考值进行动态的修改，从而使直流功率随之变化。由于频率控制属于交直流协调控制，其控制品质的优劣同时与交流和直流两个系统的参数和响应密切相关，因此，通过仿真试验及系统试验对控制参数进行优化，可以得到满意的控制效果，满足了受端弱小系统在各种动态情况下安全稳定运行的要求。

Description

受端为弱小系统的直流输电调频控制实现方法

技术领域

本发明涉及一种高压直流输电控制保护系统中极控制调频的一种方法，尤其是涉及到一种受端为弱小系统的直流输电调频控制实现方法。

背景技术

在高压直流输电控制系统中均要求配置一些稳定控制方法，也称为附加控制方法，其利用直流输电系统的快速可控性，通过调节直流功率，达到改变所连交流系统特性的一种方法。当与直流系统相连接的交流系统受到扰动时，稳定控制方法通过调节直流系统的传输功率使交流系统恢复到稳定。

发明内容

本发明针对直流输电系统受端为弱小系统的情况，提出了一种受端为弱小系统的直流输电调频控制实现方法，以满足受端弱小系统在各种动态情况下安全稳定运行的要求。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：一种受端为弱小系统的直流输电调频控制方法，该方法包括如下步骤：

(1)受端交流电网频率的测量：

受端交流电网频率的测量，将交流同步电压由正弦波进行整形，使用高频计数器对周期进行精确计算，得到受端一逆变侧交流电网的频率，然后将频率信号通过直流输电控制系统的快速站间通讯通道送到送端一整流侧；

(2)频率干预控制方法：

a、直流系统起停过程中的控制方法：

在直流系统起停过程和功率升降过程中，如果频率偏差超过一个门槛值Δf，暂时停止上述过程的执行，当受端电网达到新的功率平衡后，再继续上述过程的执行，直到直流功率达到设定值；

b、直流输电系统正常运行情况下的频率控制方法：

整流侧控制系统判断逆变侧电网频率偏差是否超过某一门槛值Δf，一旦超过该范围调频控制起作用，产生调频有效信号，使得直流功率动态的变化，这样，逆变侧交流系统出现扰动和负荷波动时，直流系统动态地改变输送直流功率的大小，通过直流功率的支持使交流系统随时保持动态的平衡；

c、在站间通讯通道故障情况下的频率控制方法：

在此情况下采用调节逆变侧本侧电压的方法，来满足逆变侧负荷波动对有功功率的需求，即在逆变侧控制系统判断逆变侧电网频率偏差信号是否超过某一门槛值Δf，一旦超过该范围调频控制起作用，产生调频有效信号，输出一个电压调制信号，叠加到设定的电压参考值，从而使得直流功率动态的变化，通过直流功率的支持使交流系统随时保持动态的平衡。

本发明针对直流输电系统受端为弱小系统的情况，将受端交流系统频率作为调制量，充分利用直流输电快速功率调节的特点，提出了一种快速调频控制方法，满足了受端弱小系统在各种动态情况下安全稳定运行的要求。

本发明的方法，完全由计算机控制系统实现。对于动态频率调节而言，位于直流输电分层控制结构的闭环控制系统的功率引导层，频率调节器根据频率误差的大小对下层功率和电流参考值进行动态修改，在站间通讯通道故障时对电压参考值进行动态的修改，从而使直流功率随之变化。由于频率控制属于交直流协调控制，其控制品质的优劣同时与交流和直流两个系统的参数和响应密切相关，因此，通过仿真试验及系统试验对控制参数进行优化，可以得到满意的控制效果。

附图说明

图1为本发明的直流频率控制系统图；

图2为本发明的测频原理框图；

图3为本发明的调频控制原理图。

具体实施方式

如图1、图2、图3所示，本发明包括受端交流电网频率的测量，直流系统起停过程中的频率干预方法，以及直流系统正常运行时的频率控制方法。

1、受端交流电网频率的测量，如图2所示，其原理是通过将交流同步电压由正弦波整形为方波信号，使用高频计数器对周期进行精确计算，得到逆变侧(受端)交流电网的频率，然后将频率信号通过直流输电控制系统的快速站间通讯通道送到整流侧(送端)。

2、直流输电系统起停过程中的频率干预方法，图3所示，是在直流系统起停过程和功率升降过程中，如果频率偏差超过一个门槛值，将暂时停止上述过程的执行，尽量减小直流功率变化对受端电网系统稳定的影响，当受端电网达到新的功率平衡后，再继续上述过程的执行，直到直流功率达到设定值。

3、直流输电系统正常运行情况下的频率控制方法，图3所示，整流侧控制系统判断逆变侧电网频率偏差是否超过某一门槛值，一旦超过该范围调频控制起作用，产生调频有效信号。此时，开放数字式频率调节器算法，将计算出的逆变侧交流电网的频差信号，进行调节算法，根据当前直流系统的控制模式是功率控制还是电流控制，输出一个功率或电流调制信号，叠加到设定的功率或电流参考值，从而使得直流功率动态的变化。这样，逆变侧交流系统出现扰动和负荷波动时，直流系统动态地改变输送直流功率的大小，通过直流功率的支持使交流系统随时保持动态的平衡。

4、在站间通讯通道故障情况下，图3所示，逆变侧电网频率不能送到整流站，也就不能通过改变功率或电流参考值的方法来调节逆变侧电网频率。在此情况下采用调节逆变侧电压的方法，来满足逆变侧负荷波动对有功功率的需求。即在逆变侧控制系统判断逆变侧电网频率偏差信号是否超过某一门槛值，一旦超过该范围调频控制起作用，产生调频有效信号。此时，开放数字式频率调节器算法，将计算出的逆变侧交流电网的频差信号，进行调节算法，输出一个电压调制信号，叠加到设定的电压参考值，从而使得直流功率动态的变化。

最后所应说明的是：以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (1)

1、一种受端为弱小系统的直流输电调频控制方法，该方法包括如下步骤：

(1)受端交流电网频率的测量：

受端交流电网频率的测量，将交流同步电压由正弦波进行整形，使用高频计数器对周期进行精确计算，得到受端—逆变侧交流电网的频率，然后将频率信号通过直流输电控制系统的快速站间通讯通道送到送端—整流侧；

(2)频率干预控制方法：

a、直流系统起停过程中的控制方法：

在直流系统起停过程和功率升降过程中，如果频率偏差超过一个门槛值Δf，暂时停止上述过程的执行，当受端电网达到新的功率平衡后，再继续上述过程的执行，直到直流功率达到设定值；

b、直流输电系统正常运行情况下的频率控制方法：

整流侧控制系统判断逆变侧电网频率偏差是否超过某一门槛值Δf，一旦超过该范围调频控制起作用，产生调频有效信号，使得直流功率动态的变化，这样，逆变侧交流系统出现扰动和负荷波动时，直流系统动态地改变输送直流功率的大小，通过直流功率的支持使交流系统随时保持动态的平衡；

c、在站间通讯通道故障情况下的频率控制方法：

在此情况下采用调节逆变侧本侧电压的方法，来满足逆变侧负荷波动对有功功率的需求，即在逆变侧控制系统判断逆变侧电网频率偏差信号是否超过某一门槛值Δf，一旦超过该范围调频控制起作用，产生调频有效信号，输出一个电压调制信号，叠加到设定的电压参考值，从而使得直流功率动态的变化。