本發(fā)明涉及高壓直流輸電領(lǐng)域，特別涉及一種基于低頻轉(zhuǎn)矩和高頻轉(zhuǎn)矩判定vsc投入的方法。

背景技術(shù)：

電壓源型換流器高壓直流(vsc-hvdc)輸電技術(shù)是一種基于電壓源型換流器、全控型開關(guān)器件和脈沖寬度調(diào)制的新型直流輸電技術(shù)?，F(xiàn)有研究表明，vsc(電壓源型換流器)中的關(guān)鍵元件鎖相環(huán)(pll)對其穩(wěn)定運行具有決定性影響。雖然vsc在孤島控制方式下可以向無源網(wǎng)絡(luò)送電，但其在弱系統(tǒng)與極弱系統(tǒng)環(huán)境下，受pll特性影響，非孤島控制方式下的vsc的穩(wěn)定運行無法有效保障?，F(xiàn)有相關(guān)成果大多從小信號模型、根軌跡、阻抗矩陣及仿真實驗等方面展開研究，雖然能一定程度上說明問題，但是仍然不能解釋非孤島控制方式下的vsc無法穩(wěn)定運行的根本原因。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于：解決如何實現(xiàn)提前預(yù)判vsc投入后交流系統(tǒng)的穩(wěn)定性，避免非孤島控制方式下的vsc的不合理投入對電網(wǎng)造成沖擊和損害的技術(shù)問題。

為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供一種基于低頻轉(zhuǎn)矩和高頻轉(zhuǎn)矩判定vsc投入的方法，其包括以下步驟，

s1：計算出用于表征連接vsc的交流系統(tǒng)強度的短路比指標(biāo)scr；其中所述vsc工作在非孤島控制方式下；

s2：提取出所述vsc中鎖相環(huán)的控制參數(shù)，即比例參數(shù)kp與積分參數(shù)ki；

s3：計算出低頻轉(zhuǎn)矩與高頻轉(zhuǎn)矩其中ω為振蕩頻率；

s4：判斷低頻轉(zhuǎn)矩是否小于最小低頻轉(zhuǎn)矩，以及高頻轉(zhuǎn)矩是否小于最小高頻轉(zhuǎn)矩；其中，所述最小低頻轉(zhuǎn)矩根據(jù)低頻轉(zhuǎn)矩的減小對穩(wěn)態(tài)電壓的波動不超過額定電壓的5％而設(shè)定，所述最小高頻轉(zhuǎn)矩根據(jù)高頻轉(zhuǎn)矩的減小對穩(wěn)態(tài)電壓的波動不超過額定電壓的5％而設(shè)定；

s5：若低頻轉(zhuǎn)矩不小于所述最小低頻轉(zhuǎn)矩且高頻轉(zhuǎn)矩不小于所述最小高頻轉(zhuǎn)矩，則投入所述vsc，否則，不投入所述vsc。

根據(jù)一種具體的實施方式，在本發(fā)明基于低頻轉(zhuǎn)矩和高頻轉(zhuǎn)矩判定vsc投入的方法中，若不投入所述vsc，則增加所述交流系統(tǒng)強度，直至低頻轉(zhuǎn)矩不小于所述最小低頻轉(zhuǎn)矩且高頻轉(zhuǎn)矩不小于所述最小高頻轉(zhuǎn)矩。

根據(jù)一種具體的實施方式，在本發(fā)明基于低頻轉(zhuǎn)矩和高頻轉(zhuǎn)矩判定vsc投入的方法中，若不投入所述vsc，則調(diào)整比例參數(shù)kp和積分參數(shù)ki，使低頻轉(zhuǎn)矩不小于所述最小低頻轉(zhuǎn)矩且高頻轉(zhuǎn)矩不小于所述最小高頻轉(zhuǎn)矩。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明基于低頻轉(zhuǎn)矩和高頻轉(zhuǎn)矩判定vsc投入的方法中，通過vsc的控制參數(shù)及交流系統(tǒng)的強度，計算出電壓源型換流器的低頻轉(zhuǎn)矩及高頻轉(zhuǎn)矩，并通過對交流系統(tǒng)中低頻轉(zhuǎn)矩和高頻轉(zhuǎn)矩的分析判斷，確定非孤島控制模式下的vsc投入該交流系統(tǒng)后能否穩(wěn)定運行，即交流系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)電壓的波動不超過額定電壓的5％。因此，本發(fā)明不僅能夠提前預(yù)判vsc投入后交流系統(tǒng)的穩(wěn)定性，又能保障vsc直流輸電系統(tǒng)的安全使用，避免vsc的不合理投入對電網(wǎng)造成沖擊和損害。

附圖說明：

圖1是本發(fā)明判定vsc投入的流程示意圖；

圖2是本發(fā)明電網(wǎng)仿真模型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3至圖7是在系統(tǒng)強度scr＝2.5且kp分別為50000、5000、2500、1000和100時系統(tǒng)的仿真結(jié)果圖；

圖8至圖12是在系統(tǒng)強度scr＝2.5且kp分別為100、10、5、1.5和0.5時系統(tǒng)的仿真結(jié)果圖。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。但不應(yīng)將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于以下的實施例，凡基于本發(fā)明內(nèi)容所實現(xiàn)的技術(shù)均屬于本發(fā)明的范圍。

本發(fā)明提供一種基于低頻轉(zhuǎn)矩和高頻轉(zhuǎn)矩判定vsc投入的方法，其包括以下步驟，

s1：計算出用于表征連接vsc的交流系統(tǒng)強度的短路比指標(biāo)scr，并且該vsc工作在非孤島控制方式下。

s2：提取出所述vsc中鎖相環(huán)的控制參數(shù)，即比例參數(shù)kp與積分參數(shù)ki。

s3：計算出低頻轉(zhuǎn)矩與高頻轉(zhuǎn)矩其中ω為振蕩頻率。

s4：判斷低頻轉(zhuǎn)矩是否小于最小低頻轉(zhuǎn)矩，以及高頻轉(zhuǎn)矩是否小于最小高頻轉(zhuǎn)矩；其中，最小低頻轉(zhuǎn)矩根據(jù)低頻轉(zhuǎn)矩的減小對穩(wěn)態(tài)電壓的波動不超過額定電壓的5％而設(shè)定，最小高頻轉(zhuǎn)矩根據(jù)高頻轉(zhuǎn)矩的減小對穩(wěn)態(tài)電壓的波動不超過額定電壓的5％而設(shè)定。

s5：若低頻轉(zhuǎn)矩不小于所述最小低頻轉(zhuǎn)矩且高頻轉(zhuǎn)矩不小于所述最小高頻轉(zhuǎn)矩，則投入所述vsc，否則，不投入所述vsc。

在本發(fā)明基于低頻轉(zhuǎn)矩和高頻轉(zhuǎn)矩判定vsc投入的方法中，若不投入所述vsc，則增加所述交流系統(tǒng)強度或者調(diào)整比例參數(shù)kp和積分參數(shù)ki，直至低頻轉(zhuǎn)矩不小于所述最小低頻轉(zhuǎn)矩且高頻轉(zhuǎn)矩不小于所述最小高頻轉(zhuǎn)矩。

如圖1所示的本發(fā)明電網(wǎng)仿真模型的結(jié)構(gòu)示意圖；其中，電網(wǎng)仿真模型主要由兩端等值交流系統(tǒng)、電壓源型換流器、直流線路、濾波器及變壓器構(gòu)成。交流系統(tǒng)額定電壓為380千伏(kv)。

在如圖1所示的電網(wǎng)仿真模型，對應(yīng)于不同的系統(tǒng)強度，最小低頻轉(zhuǎn)矩和最小高頻轉(zhuǎn)矩的數(shù)值如表1所示，其中，最小低頻轉(zhuǎn)矩根據(jù)低頻轉(zhuǎn)矩的減小對穩(wěn)態(tài)電壓的波動不超過額定電壓的5％而設(shè)定，最小高頻轉(zhuǎn)矩根據(jù)高頻轉(zhuǎn)矩的減小對穩(wěn)態(tài)電壓的波動不超過額定電壓的5％而設(shè)定。

表1

結(jié)合表1中的數(shù)據(jù)，如表2所示的在系統(tǒng)強度scr＝2.5且kp分別為50000、5000、2500、1000和100時對應(yīng)低頻轉(zhuǎn)矩和高頻轉(zhuǎn)矩計算結(jié)果。由于vsc中的鎖相環(huán)比例參數(shù)kp分別為50000、5000、2500、1000和100時，系統(tǒng)的低頻轉(zhuǎn)矩均大于0.117，系統(tǒng)的高頻轉(zhuǎn)矩均大于0，因此，判斷出可以投入vsc。

表2

而且，圖3至圖7分別為在系統(tǒng)強度scr＝2.5且kp為50000、5000、2500、1000和100時系統(tǒng)的仿真結(jié)果圖；vsc中的鎖相環(huán)比例參數(shù)kp分別為50000、5000、2500、1000和100時，vsc均能穩(wěn)定運行，穩(wěn)態(tài)電壓的波動均不超過額定電壓的5％。

結(jié)合表1中的數(shù)據(jù)，如表2所示的在系統(tǒng)強度scr＝2.5且kp分別為100、10、5、1.5和0.5時對應(yīng)低頻轉(zhuǎn)矩和高頻轉(zhuǎn)矩計算結(jié)果，其中，由于vsc中的鎖相環(huán)比例參數(shù)kp分別為100、10、5、1.5時，系統(tǒng)的低頻轉(zhuǎn)矩均大于0.117，系統(tǒng)的高頻轉(zhuǎn)矩均大于0，所以，判斷出可以投入vsc。而由于vsc中的鎖相環(huán)比例參數(shù)kp為0.5時，系統(tǒng)的低頻轉(zhuǎn)矩均小于0.117，系統(tǒng)的高頻轉(zhuǎn)矩大于0，所以，判斷出不可以投入vsc。

表3

而且，圖8至圖12分別為在系統(tǒng)強度scr＝2.5且kp為100、10、5、1.5和0.5時系統(tǒng)的仿真結(jié)果圖；其中，vsc中的鎖相環(huán)比例參數(shù)kp分別為100、10、5、1.5時，vsc均能穩(wěn)定運行，穩(wěn)態(tài)電壓的波動均不超過額定電壓的5％。而vsc中的鎖相環(huán)比例參數(shù)kp為0.5時，穩(wěn)態(tài)電壓的波動超過額定電壓的5％。

上面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式進(jìn)行了詳細(xì)說明，但本發(fā)明并不限制于上述實施方式，在不脫離本申請的權(quán)利要求的精神和范圍情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以做出各種修改或改型。