一种构网型MMC-HVDC系统的高频振荡抑制方法及应用

本发明属于柔性直流输电，更具体地，涉及一种构网型mmc-hvdc系统的高频振荡抑制方法及应用。

背景技术：

1、基于模块化多电平换流器(mmc)的高压直流输电技术(mmc-hvdc)凭借其技术优势广泛应用于远海风电汇集、长距离直流输电、交流异步联网等场合。目前国内外已有多个mmc-hvdc工程建成并投运，然而实际工程中mmc-hvdc高频振荡问题突出，如德国北海borwin1风电场的290hz左右振荡、渝鄂直流输电工程的700hz和1800hz振荡、鲁西背靠背柔直工程的1270hz振荡等。探究mmc-hvdc系统的高频振荡的机理，对mmc-hvdc系统的高频振荡进行抑制，对于保障系统安全稳定运行具有重要意义。

2、但是现有的mmc-hvdc高频振荡抑制方法多是针对跟网型mmc-hvdc系统，通过在其端电压的前馈控制中加入低通滤波器来抑制高频振荡；然而，构网型mmc-hvdc系统与跟网型mmc-hvdc系统的区别较大，跟网型mmc基于锁相同步的方式，跟踪并网点的电压和频率，实现与系统的同步；而构网型mmc基于电压-频率控制，直接生成并网点电压和频率，为系统交流侧其他装备提供电压和频率支撑，控制结构的不同直接导致两者动态响应特性不同。若是将针对跟网型mmc-hvdc系统进行高频振荡的方法用于构网型mmc-hvdc系统可能会进一步增加构网型mmc-hvdc系统高频振荡的风险。

技术实现思路

1、针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种构网型mmc-hvdc系统的高频振荡抑制方法及应用，用以解决现有的mmc-hvdc高频振荡抑制方法无法针对构网型mmc-hvdc系统进行高频振荡抑制的技术问题。

2、为了实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种构网型mmc-hvdc系统的高频振荡抑制方法，包括以下步骤：

3、s1、在构网型mmc-hvdc系统mmc外环电压-频率控制的比例支路上加入低通滤波器，以抑制mmc-hvdc系统的高频振荡；

4、s2、判断当前构网型mmc-hvdc系统是否存在高频振荡，若是，则调整低通滤波器的带宽，直至构网型mmc-hvdc系统不存在高频振荡。

5、进一步优选地，构网型mmc-hvdc系统中的mmc外环电压-频率控制的比例支路包括：mmc外环电压-频率控制的d轴比例支路和q轴比例支路；

6、d轴比例支路用于对d轴电压差值信号进行比例调节；

7、q轴比例支路用于对q轴电压差值信号进行比例调节；

8、其中，d轴电压差值信号为构网型mmc-hvdc系统的mmc交流电压的d轴信号与其参考电压信号相减后的差值信号；q轴电压差值信号为构网型mmc-hvdc系统的mmc交流电压的q轴信号与其参考电压信号相减后的差值信号。

9、进一步优选地，上述高频振荡的抑制方法还包括在步骤s1之前执行的步骤s0；

10、步骤s0包括：判断当前构网型mmc-hvdc系统是否存在高频振荡，当存在高频振荡时，转至步骤s1。

11、进一步优选地，判断当前构网型mmc-hvdc系统是否存在高频振荡的方法，包括：

12、a1、采集构网型mmc-hvdc系统mmc交流侧输出的电压信号和电流信号，并对其进行fft分析，以判断电压信号和电流信号中是否包含高频成分，若是，则转至步骤a2；否则，判定当前构网型mmc-hvdc系统不存在高频振荡；

13、a2、判断mmc交流侧的电压幅值和电流幅值是否均未超过对应的安全值，若是，则判定当前构网型mmc-hvdc系统不存在高频振荡；否则，判定当前构网型mmc-hvdc系统存在高频振荡。

14、第二方面，本发明还提供了一种构网型mmc-hvdc系统的高频振荡抑制系统，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执行本发明第一方面所提供的高频振荡抑制方法。

15、第三方面，本发明还提供了一种构网型mmc-hvdc系统，包括：高频振荡抑制模块，用于当构网型mmc-hvdc系统存在高频振荡时，执行本发明第一方面所提供的高频振荡抑制方法。

16、第四方面，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序被处理器运行时控制所述存储介质所在设备执行本发明第一方面所提供的高频振荡抑制方法。

17、总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案，能够取得以下有益效果：

18、1、本发明提供了一种构网型mmc-hvdc系统的高频振荡抑制方法，通过对构网型mmc-hvdc系统出现高频振荡的原因进行了研究，发现与跟网型mmc-hvdc系统不同，构网型mmc-hvdc系统的外环对于其高频振荡的产生影响很大，具体地，构网型mmc输入输出频率特性受其内部控制影响表现出的负阻尼是引起构网型mmc-hvdc系统高频振荡的根本原因，而构网型mmc的电压-频率控制可影响其输入输出频率特性，改变构网型mmc输入输出频率特性中的负阻尼范围，进而影响系统高频振荡；基于此，本发明在构网型mmc-hvdc系统mmc外环电压-频率控制的比例支路上加入低通滤波器，针对构网型mmc的输入输出频率特性进行修正，以消除由于构网型mmc的控制引入的负阻尼，能够有效地抑制构网型mmc-hvdc系统的高频振荡。

19、2、本发明所提供的构网型mmc-hvdc系统的高频振荡抑制方法，在控制侧投入滤波器，仅改变控制器的部分结构，不需要增加额外的滤波装置，节省成本。

20、3、本发明所提供的构网型mmc-hvdc的高频振荡抑制方法，针对构网型mmc的输入输出频率特性进行修正，消除由于构网型mmc的控制引入的负阻尼，进而抑制系统高频振荡，可适用于系统网络结构和参数发生变化的情况。

技术特征：

1.一种构网型mmc-hvdc系统的高频振荡抑制方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的高频振荡抑制方法，其特征在于，所述构网型mmc-hvdc系统中的mmc外环电压-频率控制的比例支路包括：mmc外环电压-频率控制的d轴比例支路和q轴比例支路；

3.根据权利要求1所述的高频振荡的抑制方法，其特征在于，还包括在所述步骤s1之前执行的步骤s0；

4.根据权利要求1-3任意一项所述的高频振荡的抑制方法，其特征在于，判断当前构网型mmc-hvdc系统是否存在高频振荡的方法，包括：

5.一种构网型mmc-hvdc系统的高频振荡抑制系统，其特征在于，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执行权利要求1-4任意一项所述的高频振荡抑制方法。

6.一种构网型mmc-hvdc系统，其特征在于，包括：高频振荡抑制模块，用于当构网型mmc-hvdc系统存在高频振荡时，执行权利要求1-4任意一项所述的高频振荡抑制方法。

7.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序被处理器运行时控制所述存储介质所在设备执行权利要求1-4任意一项所述的高频振荡抑制方法。

技术总结
本发明公开了一种构网型MMC‑HVDC系统的高频振荡抑制方法及应用，属于柔性直流输电技术领域，包括：当构网型MMC‑HVDC系统存在高频振荡时，执行以下操作：S1、在构网型MMC‑HVDC系统MMC外环电压‑频率控制的比例支路上加入低通滤波器，以抑制MMC‑HVDC系统的高频振荡；S2、判断当前构网型MMC‑HVDC系统是否存在高频振荡，若是，则调整低通滤波器的带宽，直至构网型MMC‑HVDC系统不存在高频振荡。本发明通过对构网型MMC‑HVDC系统出现高频振荡的原因进行了研究，发现与跟网型MMC‑HVDC系统不同，构网型MMC‑HVDC系统的外环对于其高频振荡的产生影响很大，基于此，本发明在构网型MMC‑HVDC系统MMC外环电压‑频率控制的比例支路上加入低通滤波器，能够有效地抑制构网型MMC‑HVDC系统的高频振荡。

技术研发人员：胡家兵,曾倩倩,朱建行,马士聪,李英彪,王铁柱,郭剑波,王桢,毛荀
受保护的技术使用者：华中科技大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14