弱送端柔性直流输电系统改进矢量控制方法、系统及介质与流程

本发明涉及一种柔性直流输电控制领域，特别是关于一种弱送端柔性直流输电系统改进矢量控制方法、系统及介质。

背景技术：

1、近年来，环境恶化和能源短缺问题日益严峻，太阳能、风能等各种可再生能源得到极大发展，面临着新能源能量送出问题。柔性直流输电系统在新能源送出方面扮演着越来越重要的角色。

2、弱送端柔性直流输电系统由于无功有功的强耦合，采用传统矢量控制方法在弱网工况下极易引起系统不稳定，导致电压崩溃等严重后果。因此现有技术亟需一种弱送端柔性直流输电系统改进矢量控制方法。

技术实现思路

1、针对上述问题，本发明的目的是提供一种弱送端柔性直流输电系统改进矢量控制方法、系统及介质，以解决弱送端电网传输电能不稳定问题，提高弱送端电网传输电能的稳定性。

2、为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种弱送端柔性直流输电系统改进矢量控制方法，其包括：获取送端电网的并网点三相电压和送端电网的并网点三相输出电流；对送端电网并网点三相电压和三相输出电流进行park坐标变换，得到送端电网并网点的实际电压输入值udq和实际电流输入值ida；对送端电网的并网点电压进行锁相环处理得到电网相位θpll；根据并网点测量实际交流电压幅值及实际有功功率生成电流指令值；根据送端电网并网点的实际电压输入值udq、实际电流输入值idq和电流指令值，采用电流控制方法得到两相旋转坐标系下的调制信号根据电网相位θpll，将调制信号和电流指令值通过反park变换得到pwm调制电压控制信号u*，将该pwm调制电压控制信号u*转换为高压直流后送出。

3、进一步，电流指令值，包括：q轴参考电流和d轴参考电流

4、进一步，根据并网点测量实际交流电压幅值及实际有功功率生成电流指令值，包括：将参考无功控制量交流电压幅值uref和并网点测量实际交流电压幅值u的差值，及参考有功功率pref和并网点测量实际有功功率p的差值，通过pi控制器得到的两相旋转坐标系下q轴参考电流和d轴参考电流

5、进一步，两相旋转坐标系下的调制信号为：

6、

7、其中，为两相旋转坐标系下的调制信号，vd为沿着d轴方向的电压分量，vq为沿着q轴方向的电压分量，id为沿着d轴方向的电流分量，iq为沿着q轴方向的电流分量，ω为电网电压角频率，lc为线路电感值，为两相旋转坐标系下的d轴参考电流，为两相旋转坐标系下的q轴参考电流；kpi、kii分别为内环、外环pi控制器的比例积分参数值；x1、x2为计算用中间变量。

8、进一步，在根据送端电网并网点的实际电压输入值udq、实际电流输入值idq和电流指令值，采用电流控制方法得到两相旋转坐标系下的调制信号之后，还包括确定系统稳定性的步骤：

9、通过弱送端系统稳定方程确定系统稳定性，系统稳定后将该pwm调制电压控制信号u*转换为高压直流后送出。

10、进一步，通过弱送端系统稳定方程确定系统稳定性，包括：若弱送端系统稳定方程成立，则系统稳定，若弱送端系统稳定方程不成立，则系统不稳定。

11、进一步，弱送端系统稳定方程为：

12、

13、其中，xc为线路感抗值，id0为稳态下d轴电流值，e为电网电压有效值。

14、一种弱送端柔性直流输电系统改进矢量控制系统，其包括：数据处理模块，获取送端电网的并网点三相电压和送端电网的并网点三相输出电流；变换模块，对送端电网并网点三相电压和三相输出电流进行park坐标变换，得到送端电网并网点的实际电压输入值udq和实际电流输入值idq；相位处理模块，对送端电网的并网点电压进行锁相环处理得到电网相位θpll：功率控制模块，根据并网点测量实际交流电压幅值及实际有功功率生成电流指令值；电流控制模块，根据送端电网并网点的实际电压输入值udq、实际电流输入值idq和电流指令值，采用电流控制方法得到两相旋转坐标系下的调制信号调制输出模块，根据电网相位θpll，将调制信号和电流指令值通过反park变换得到pwm调制电压控制信号u*，将该pwm调制电压控制信号u*转换为高压直流后送出。

15、一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质，所述一个或多个程序包括指令，所述指令当由计算设备执行时，使得所述计算设备执行上述方法中的任一方法。

16、一种计算设备，其包括：一个或多个处理器、存储器及一个或多个程序，其中一个或多个程序存储在所述存储器中并被配置为所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行上述方法中的任一方法的指令。

17、本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：

18、1、本发明将柔性直流输电系统中传统矢量控制方法改为改进的矢量控制方法，即在传统矢量控制的基础上增加了参考电流生成补偿模块，有效地解决了弱送端电网传输电能不稳定问题，显著提高了弱送端电网传输电能的稳定性。

19、2、本发明采用基于弱送端系统稳定判定方程方法对柔性直流输电系统稳定性判定，在具备良好的判定性能的情况下无需进行复杂计算。

技术特征：

1.一种弱送端柔性直流输电系统改进矢量控制方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述弱送端柔性直流输电系统改进矢量控制方法，其特征在于，电流指令值，包括：q轴参考电流和d轴参考电流

3.如权利要求2所述弱送端柔性直流输电系统改进矢量控制方法，其特征在于，根据并网点测量实际交流电压幅值及实际有功功率生成电流指令值，包括：

4.如权利要求1所述弱送端柔性直流输电系统改进矢量控制方法，其特征在于，两相旋转坐标系下的调制信号为：

5.如权利要求1所述弱送端柔性直流输电系统改进矢量控制方法，其特征在于，在根据送端电网并网点的实际电压输入值udq、实际电流输入值idq和电流指令值，采用电流控制方法得到两相旋转坐标系下的调制信号之后，还包括确定系统稳定性的步骤：

6.如权利要求5所述弱送端柔性直流输电系统改进矢量控制方法，其特征在于，通过弱送端系统稳定方程确定系统稳定性，包括：若弱送端系统稳定方程成立，则系统稳定，若弱送端系统稳定方程不成立，则系统不稳定。

7.如权利要求5所述弱送端柔性直流输电系统改进矢量控制方法，其特征在于，弱送端系统稳定方程为：

8.一种弱送端柔性直流输电系统改进矢量控制系统，其特征在于，包括：

9.一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质，其特征在于，所述一个或多个程序包括指令，所述指令当由计算设备执行时，使得所述计算设备执行如权利要求1至7所述方法中的任一方法。

10.一种计算设备，其特征在于，包括：一个或多个处理器、存储器及一个或多个程序，其中一个或多个程序存储在所述存储器中并被配置为所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行如权利要求1至7所述方法中的任一方法的指令。

技术总结
本发明涉及一种弱送端柔性直流输电系统改进矢量控制方法、系统及介质，其包括：获取送端电网的并网点三相电压和送端电网的并网点三相输出电流；对送端电网并网点三相电压和三相输出电流进行park坐标变换，得到送端电网并网点的实际电压输入值和实际电流输入值；对送端电网的并网点电压进行锁相环处理得到电网相位；根据并网点测量实际交流电压幅值及实际有功功率生成电流指令值；根据送端电网并网点的实际电压输入值、实际电流输入值和电流指令值，采用电流控制方法得到两相旋转坐标系下的调制信号；根据电网相位，将调制信号和电流指令值通过反park变换得到PWM调制电压控制信号，将该PWM调制电压控制信号U<supgt;*</supgt;转换为高压直流后送出。

技术研发人员：郭铭群,李晖,索之闻,王菲,王智冬,蒋维勇,朱介北,郭皓池,俞露杰,黄闽杰,拾杨,崔校瑞,程雪婷,孟健,傅诗琪,李永康,姚睿哲
受保护的技术使用者：国网经济技术研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/16