CN204928178U - 混合直流控制器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种混合直流控制器，包括第一合路器、以及分别与所述第一合路器连接的功率分配器、双侧频差控制器，所述双侧频差控制器包括相互连接的频差测量电路以及频差控制电路，所述频差控制电路与第一合路器连接。本申请在传统直流与柔性直流组成的混合直流基础上，充分利用传统直流过负荷能力强、柔性直流功率调节速度快的特点，所述双侧频差控制器对频差调制信号进行分解，得到传统直流与柔性直流功率调制量，并由此改变传统直流与柔性直流的功率参考值来实现直流输送功率的快速调节，从而实现区域功率振荡的有效抑制，提高电网运行的稳定性。
Description
技术领域
本实用新型涉及交直流输电系统领域，特别涉及一种混合直流控制器。
背景技术
混合直流系统由传统直流输电系统与柔性直流输电系统并联组成，用于连接两个大型的交流系统。输出有功功率的交流系统为送端系统，接受有功功率的交流系统为受端系统，通过混合直流系统的连接可以实现两个交流系统的异步联网。
随着电力系统规模的不断扩大，大型电力系统联络线功率振荡极大地限制了电网间的交换功率，并威胁到电力系统的安全稳定运行。直流输电系统相比交流输电系统具有直流功率可准确并快速调节的特点，通过在直流功率参考值上叠加特定的调制信号就可以有效地抑制联络线功率的振荡，增强交直流电网的稳定性。
双侧频差控制是高压直流输电稳定控制的重要组成部分。其具体是指根据送受端系统频率的微小变化调整直流输送功率，对交流系统产生正阻尼的控制方法。直流输电系统的双侧频差控制功能，已被实际系统广泛使用并被实践证明是抑制区域功率振荡的有效手段。
直流输电技术分为基于电网换相换流器(LCC)的传统直流输电技术与基于电压源换流器(VSC)的柔性直流输电技术。其中基于模块化多电平电压源换流器(MMC)的柔性直流输电技术由于具有控制方式实现简单、开关频率低、损耗小等优点又成为了高电压大容量柔性直流输电的主流技术。传统直流输电技术虽然具有技术成熟、成本相对较低、过负荷能力强等优点，但是传统直流输电有换相失败、需要无功补偿等问题；而柔性直流输电技术虽然具有无换相失败现象、直流功率控制速度更快、无无功补偿问题等优点，但是存在过负荷能力差、成本相对较高等问题。因此综合各自的优势，设计基于传统直流与柔性直流的混合直流系统便成为了如今的一种新的趋势。
实用新型内容
针对上述现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种混合直流控制器，从而实现区域功率振荡的有效抑制，提高电网运行的稳定性。
一种混合直流控制器，包括第一合路器、以及分别与所述第一合路器连接的功率分配器、双侧频差控制器，所述双侧频差控制器包括相互连接的频差测量电路以及频差控制电路，所述频差控制电路与第一合路器连接；
所述功率分配器将预设的直流总功率信号转换为传统直流功率参考信号以及柔性直流功率参考信号，并传送至第一合路器；
所述频差测量电路接受送端系统频率信号以及受端系统频率信号，并将所述送端系统频率信号以及受端系统频率信号转换为频差调制信号，传送至频差控制电路；
所述频差控制电路将所述频差调制信号转换为传统直流功率调制量信号以及柔性直流功率调制量信号，并传送至第一合路器；
所述第一合路器将所述传统直流功率参考信号以及传统直流功率调制量信号转换为传统直流功率控制信号，将所述柔性直流功率参考信号以及柔性直流功率调制量信号转换为柔性直流功率控制信号。
本实用新型的混合直流控制器，在传统直流与柔性直流组成的混合直流基础上，充分利用传统直流过负荷能力强、柔性直流功率调节速度快的特点，所述双侧频差控制器对频差调制信号进行分解，得到传统直流与柔性直流功率调制量，并由此改变传统直流与柔性直流的功率参考值来实现直流输送功率的快速调节，从而实现区域功率振荡的有效抑制，提高电网运行的稳定性。
在其中一个实施例中，所述双侧频差控制器还包括连接在所述频差测量电路与频差控制电路之间的第一滤波器。
所述第一滤波器选取预设频率范围内的频差调制信号，从而使得频差调制信号的调制更具针对性，提高了频差调制信号的调制精度。
在其中一个实施例中，所述双侧频差控制器还包括连接在所述第一滤波器与频差控制电路之间的第二滤波器。
所述第二滤波器过滤频差调制信号中的直流分量信号，减少干扰信号，从而进一步提高频差调制信号的调制精度。
在其中一个实施例中，所述双侧频差控制器还包括连接在所述第二滤波器与频差控制电路之间的放大电路，所述放大电路放大经过第二滤波器过滤的频差调制信号。
所述放大电路调节频差调制信号的放大倍数，放大经过第二滤波器过滤的频差调制信号，从而提高调制频差调制信号的便利性。
在其中一个实施例中，所述双侧频差控制器还包括连接在所述放大电路与频差控制电路之间的输出限幅电路。
所述输出限幅电路输出预设频率的频差调制信号，使得有针对性地调制预设频率的频差调制信号，从而进一步提高频差调制信号的调制精度。
在其中一个实施例中，所述频差控制电路包括与所述频差测量电路连接的第三滤波器，所述第三滤波器输出传统直流功率调制量信号。
所述第三滤波器获取频差调制信号中的传统直流功率，并输出传统直流功率调制量信号至第二合路器。
在其中一个实施例中，所述频差控制电路还包括与第三滤波器以及频差测量电路连接的第二合路器，所述第二合路器输出柔性直流功率调制量信号。
所述第二合路器获取频差调制信号中的直流总功率、以及传统直流功率调制量信号中的传统直流调制量功率，并输出柔性直流功率调制量信号至第一合路器。
附图说明
图1为一个实施例的混合直流控制器的结构示意图；
图2为一个实施例的双侧频差控制器的结构示意图；
图3为另一个实施例的双侧频差控制器的结构示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述。
请参阅图1中一个实施例的混合直流控制器的结构示意图。
一种混合直流控制器，包括第一合路器102、以及分别与所述第一合路器102连接的功率分配器100、双侧频差控制器101，所述双侧频差控制器101包括相互连接的频差测量电路103以及频差控制电路104，所述频差控制电路104与第一合路器102连接；
所述功率分配器100将预设的直流总功率信号转换为传统直流功率参考信号以及柔性直流功率参考信号，并传送至第一合路器102；
所述频差测量电路103接受送端系统频率信号以及受端系统频率信号，并将所述送端系统频率信号以及受端系统频率信号转换为频差调制信号，传送至频差控制电路104；
所述频差控制电路104将所述频差调制信号转换为传统直流功率调制量信号以及柔性直流功率调制量信号，并传送至第一合路器102；
所述第一合路器102将所述传统直流功率参考信号以及传统直流功率调制量信号转换为传统直流功率控制信号，将所述柔性直流功率参考信号以及柔性直流功率调制量信号转换为柔性直流功率控制信号。
本实施例中，在传统直流与柔性直流组成的混合直流基础上，充分利用传统直流过负荷能力强、柔性直流功率调节速度快的特点，所述双侧频差控制器101对频差调制信号进行分解，得到传统直流与柔性直流功率调制量，并由此改变传统直流与柔性直流的功率参考值来实现直流输送功率的快速调节，从而实现区域功率振荡的有效抑制，提高电网运行的稳定性。
在其中一个实施例中，如图2所示，所述双侧频差控制器还包括连接在所述频差测量电路103与频差控制电路104之间的第一滤波器200。
所述第一滤波器200选取预设频率范围内的频差调制信号，从而使得频差调制信号的调制更具针对性，提高了频差调制信号的调制精度。
在其中一个实施例中，所述第一滤波器200为二阶带通滤波器。
所述二阶带通滤波器去除高于或低于预设频率范围的频差调制信号，提高频差调制信号的调制精度。
在其中一个实施例中，所述双侧频差控制器还包括连接在所述第一滤波器200与频差控制电路104之间的第二滤波器201。
所述第二滤波器201过滤频差调制信号中的直流分量信号，减少干扰信号，从而进一步提高频差调制信号的调制精度。
在其中一个实施例中，所述第二滤波器201为一阶高通滤波器。
所述一阶高通滤波器去除混杂在频差调制信号中的低频干扰信号，进一步提高频差调制信号的调制精度。
在其中一个实施例中，所述双侧频差控制器还包括连接在所述第二滤波器201与频差控制电路104之间的放大电路202，所述放大电路202放大经过第二滤波器201过滤的频差调制信号。
所述放大电路202调节频差调制信号的放大倍数，放大经过第二滤波器201过滤的频差调制信号，从而提高调制频差调制信号的便利性。
在其中一个实施例中，所述双侧频差控制器还包括连接在所述放大电路202与频差控制电路104之间的输出限幅电路203。
所述输出限幅电路203输出预设频率的频差调制信号，使得有针对性地调制预设频率的频差调制信号，从而进一步提高频差调制信号的调制精度。
在其中一个实施例中，如图3所示，所述频差控制电路104包括与所述频差测量电路103连接的第三滤波器300，所述第三滤波器300输出传统直流功率调制量信号。
所述第三滤波器300获取频差调制信号中的传统直流功率，并输出传统直流功率调制量信号。
在其中一个实施例中，所述第三滤波器300为一阶低通滤波器。
所述一阶低通滤波器去除频差调制信号中的频率较高的柔性直流功率调制量信号，从而使分离出来的传统直流功率调制量信号更精确。
在其中一个实施例中，所述频差控制电路104还包括与第三滤波器300以及频差测量电路103连接的第二合路器301，所述第二合路器301输出柔性直流功率调制量信号。
所述第二合路器301获取频差调制信号中的直流总功率、以及传统直流功率调制量信号中的传统直流调制量功率，并输出柔性直流功率调制量信号至第一合路器102。
以下是本实用新型的一个优选实施方式：
功率分配器100将预设的直流总功率信号分为两路信号，一路为传统直流功率参考信号，另一路为柔性直流功率参考信号，并传送至第一合路器102；双侧频差控制器101中的频差测量电路103将送端系统频率信号以及受端系统频率信号转换为频差调制信号，第一滤波器200先选取预设频率范围内的频差调制信号，第二滤波器201再过滤频差调制信号中的直流分量信号，放大电路202再放大经过过滤的频差调制信号，然后输出限幅电路203输出预设频率的频差调制信号至频差控制电路104中的第三滤波器300以及第二合路器301；第三滤波器300获取频差调制信号中的传统直流功率，并输出传统直流功率调制量信号至第二合路器301以及第一合路器102，所述第二合路器301获取频差调制信号中的直流总功率、以及传统直流功率调制量信号中的传统直流调制量功率，并输出柔性直流功率调制量信号至第一合路器102；所述第一合路器102将传统直流功率参考信号以及传统直流功率调制量信号转换为传统直流功率控制信号，将柔性直流功率参考信号以及柔性直流功率调制量信号转换为柔性直流功率控制信号。
本实施例中，在传统直流与柔性直流组成的混合直流基础上，充分利用传统直流过负荷能力强、柔性直流功率调节速度快的特点，所述双侧频差控制器对频差调制信号进行分解，得到传统直流与柔性直流功率调制量，并由此改变传统直流与柔性直流的功率参考值来实现直流输送功率的快速调节，从而实现区域功率振荡的有效抑制，提高电网运行的稳定性。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种混合直流控制器，其特征在于，包括第一合路器、以及分别与所述第一合路器连接的功率分配器、双侧频差控制器，所述双侧频差控制器包括相互连接的频差测量电路以及频差控制电路，所述频差控制电路与第一合路器连接；
所述功率分配器将预设的直流总功率信号转换为传统直流功率参考信号以及柔性直流功率参考信号，并传送至第一合路器；
所述频差测量电路接受送端系统频率信号以及受端系统频率信号，并将所述送端系统频率信号以及受端系统频率信号转换为频差调制信号，传送至频差控制电路；
所述频差控制电路将所述频差调制信号转换为传统直流功率调制量信号以及柔性直流功率调制量信号，并传送至第一合路器；
所述第一合路器将所述传统直流功率参考信号以及传统直流功率调制量信号转换为传统直流功率控制信号，将所述柔性直流功率参考信号以及柔性直流功率调制量信号转换为柔性直流功率控制信号。
2.根据权利要求1所述的混合直流控制器，其特征在于，所述双侧频差控制器还包括连接在所述频差测量电路与频差控制电路之间的第一滤波器。
3.根据权利要求2所述的混合直流控制器，其特征在于，所述第一滤波器为二阶带通滤波器。
4.根据权利要求2所述的混合直流控制器，其特征在于，所述双侧频差控制器还包括连接在所述第一滤波器与频差控制电路之间的第二滤波器。
5.根据权利要求4所述的混合直流控制器，其特征在于，所述第二滤波器为一阶高通滤波器。
6.根据权利要求4所述的混合直流控制器，其特征在于，所述双侧频差控制器还包括连接在所述第二滤波器与频差控制电路之间的放大电路。
7.根据权利要求6所述的混合直流控制器，其特征在于，所述双侧频差控制器还包括连接在所述放大电路与频差控制电路之间的输出限幅电路。
8.根据权利要求1所述的混合直流控制器，其特征在于，所述频差控制电路包括与所述频差测量电路连接的第三滤波器，所述第三滤波器输出传统直流功率调制量信号。
9.根据权利要求8所述的混合直流控制器，其特征在于，所述第三滤波器为一阶低通滤波器。
10.根据权利要求8所述的混合直流控制器，其特征在于，所述频差控制电路还包括与第三滤波器以及频差测量电路连接的第二合路器，所述第二合路器输出柔性直流功率调制量信号。
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| CN201520700483.6U CN204928178U (zh) | 2015-09-10 | 2015-09-10 | 混合直流控制器 |
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| CN (1) | CN204928178U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107086590A (zh) * | 2017-06-30 | 2017-08-22 | 南方电网科学研究院有限责任公司 | 混合直流站控的协调控制方法、装置及输电系统 |
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2015
- 2015-09-10 CN CN201520700483.6U patent/CN204928178U/zh active Active
Cited By (2)
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| CN107086590A (zh) * | 2017-06-30 | 2017-08-22 | 南方电网科学研究院有限责任公司 | 混合直流站控的协调控制方法、装置及输电系统 |
| CN107086590B (zh) * | 2017-06-30 | 2023-11-17 | 南方电网科学研究院有限责任公司 | 混合直流站控的协调控制方法、装置及输电系统 |
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