一種電網(wǎng)電壓不平衡時vsc-hvdc優(yōu)化控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種電網(wǎng)電壓不平衡時VSC-HVDC優(yōu)化控制方法，首先，在 αβ 坐標(biāo)系下列出不同控制目標(biāo)下電流參考指令的統(tǒng)一解析表達式，然后，采用二階廣義積分器-正交信號發(fā)生器實現(xiàn)電壓正負(fù)序分解，對 αβ 坐標(biāo)系下的電流信號進行無靜差控制，再經(jīng)過SPWM調(diào)解產(chǎn)生邏輯控制信號，用以驅(qū)動VSC-HVDC系統(tǒng)中的開關(guān)器件，并采用粒子群算法優(yōu)化參數(shù)。本發(fā)明能夠同時抑制有功功率和無功功率波動，實現(xiàn)多目標(biāo)的控制。
【專利說明】-種電網(wǎng)電壓不平衡時VSC-HVDC優(yōu)化控制方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于電力電子【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及了一種電網(wǎng)電壓不平衡時VSC-HVDC優(yōu) 化控制方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 利用特高壓跨區(qū)送電的方式是我國國務(wù)院提出治理霧霾問題的措施之一，預(yù) 計特高壓的建設(shè)將加快推進。電壓源換流器技術(shù)的高壓直流輸電（Voltage Source Converter-High Voltage Direct Current，VSC-HVDC)系統(tǒng)，屬于特高壓輸電，是接入大規(guī) 模間歇性清潔能源電網(wǎng)的一種安全高效的解決方案?，F(xiàn)有對VSC-HVDC的研究中，大多集中 在穩(wěn)態(tài)模型及其控制部分，常采用dq坐標(biāo)系下的矢量PI控制，在交流電網(wǎng)平衡條件下具 有良好控制性能。然而，當(dāng)電網(wǎng)電壓發(fā)生不對稱故障時，若仍然采用穩(wěn)態(tài)時dq坐標(biāo)系下的 矢量控制，負(fù)序分量經(jīng)過坐標(biāo)變化成為2次諧波分量，PI控制不能對其進行無靜差控制，因 此，在直流側(cè)的電壓、電流和功率會產(chǎn)生2倍頻波動。
[0003] 電網(wǎng)發(fā)生不對稱故障時，VSC-HVDC系統(tǒng)的控制包括電流參考指令的計算和電流的 跟蹤控制兩個部分。通常，當(dāng)電網(wǎng)電壓不平衡時，VSC-HVDC控制策略的目標(biāo)有3種，分別為： 抑制負(fù)序電流，消除有功功率波動或者消除無功功率的波動。以往的控制方法大多只能是 這三個控制目標(biāo)的一種，很難同時控制所有的目標(biāo)，且不同的控制目標(biāo)存在著互相矛盾的 關(guān)系，通常需要犧牲一方來滿足另一方的控制要求；其次，沒有對不同控制目標(biāo)下的參考指 令電流的計算方法進行統(tǒng)一分析，當(dāng)控制目標(biāo)改變，功率方程將發(fā)生改變，參考指令電流又 要重新計算，因此，計算過程十分繁瑣。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了解決上述【背景技術(shù)】提到的技術(shù)問題，本發(fā)明旨在提供一種電網(wǎng)電壓不平衡時 VSC-HVDC優(yōu)化控制方法，能夠同時抑制有功功率和無功功率波動，實現(xiàn)多目標(biāo)的控制。
[0005] 為了實現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為：
[0006] 一種電網(wǎng)電壓不平衡時VSC-HVDC優(yōu)化控制方法，包括以下步驟：
[0007] (1)在a 0坐標(biāo)系下，列出不同控制目標(biāo)下電流參考指令的統(tǒng)一解析表達式：

【權(quán)利要求】
1. 一種電網(wǎng)電壓不平衡時VSC-HVDC優(yōu)化控制方法，其特征在于，包括以下步驟： (1) 在α β坐標(biāo)系下，列出不同控制目標(biāo)下電流參考指令的統(tǒng)一解析表達式：
上式中，4、&是α β坐標(biāo)系下參考指令電流，Ρ#是有功功率參考值，Qi"是無功功率參 考值，U+、U是正、負(fù)序電壓，W/J是α β坐標(biāo)系下正、負(fù)序電壓分量，kp是與 抑制有功功率2倍頻波動的電流參考指令相關(guān)的參數(shù)，k,是與抑制無功功率2倍頻波動的 參考指令電流相關(guān)的參數(shù)； (2) 采用二階廣義積分器-正交信號發(fā)生器實現(xiàn)電壓正負(fù)序分解； (3) 采用粒子群算法優(yōu)化參數(shù)kp，k,; (4) 對α β坐標(biāo)系下的電流信號進行無靜差控制，再經(jīng)過SPWM調(diào)解產(chǎn)生邏輯控制信 號，用以驅(qū)動VSC-HVDC系統(tǒng)中的開關(guān)器件。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種電網(wǎng)電壓不平衡時VSC-HVDC優(yōu)化控制方法，其特征在于： 步驟（1)中所述不同控制目標(biāo)包括抑制負(fù)序電流、抑制有功功率二倍頻波動和抑制無功功 率二倍頻波動；當(dāng)控制目標(biāo)為抑制負(fù)序電流時，則k p的初始值取0, k,的初始值取O ;當(dāng)控制 目標(biāo)為抑制有功功率二倍頻波動時，則kp的初始值取-I，kq的初始值取1 ;當(dāng)控制目標(biāo)為抑 制無功功率二倍頻波動時，則kp的初始值取1，kq的初始值取-1。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種電網(wǎng)電壓不平衡時VSC-HVDC優(yōu)化控制方法，其特征在于： 步驟（2)的具體步驟如下： (a) 采用頻鎖環(huán)獲得α β坐標(biāo)系下電壓信號ua、U0的基波頻率ω '; (b) 采用二階廣義積分器-正交信號發(fā)生器實現(xiàn)信號ua、ue的90°相位的滯后信號， 再分別經(jīng)兩個二階廣義積分器-正交信號發(fā)生器輸出得到α β坐標(biāo)下電壓正負(fù)序分量 Ua、Ua、α.β、Ufi°
4. 根據(jù)權(quán)利要求I所述一種電網(wǎng)電壓不平衡時VSC-HVDC優(yōu)化控制方法，其特征在于： 在步驟⑷中，采用PR控制器實現(xiàn)電流信號的無靜差控制，PR控制器的傳遞函數(shù)為：
上式中，Kp為比例系數(shù)，K1^為諧振系數(shù)，COtl為諧振頻率。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種電網(wǎng)電壓不平衡時VSC-HVDC優(yōu)化控制方法，其特征在于： 步驟（3)的具體步驟如下： (I )假定跟蹤電流與參考電流相等，把有功、無功功率的參考電流帶入瞬時功率方 程，分別獲得有功功率和無功功率二倍頻波動分量的模值； (Π )以無功功率波動最小化為目標(biāo)函數(shù)，以有功功率波動限定在預(yù)設(shè)范圍為約束條 件，以參數(shù)kp和k,的范圍為邊界條件，采用粒子群算法與懲罰函數(shù)法融合的方法進行參數(shù) kp和kq的優(yōu)化求解。
【文檔編號】H02J3/36GK104377721SQ201410642170
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年11月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月13日
【發(fā)明者】孫黎霞, 王哲, 李云峰 申請人:河海大學(xué)