一种电流源型换流器基频控制方法及装置与流程

本发明涉及直流输电与直流配电，具体涉及一种电流源型换流器基频控制方法及装置。

背景技术：

1、高压直流输电技术是实现远距离、大容量电力传输的重要技术手段，换流器是高压直流输电的重大核心装备。传统的电网换相换流器lcc，由于依赖强交流系统换相，且无法主动关断电流，易发生换相失败，严重时易导致送端大面积停电和受端交流系统解列，威胁电网安全运行。

2、而基于逆阻型igct的可控电流源型换流器，不依赖交流系统换相，能够主动关断电流从而彻底解决换相失败问题。同时，具备有功、无功功率灵活调控能力，成为直流输电领域全新研究热点。

3、目前电流型换流器(current source converter,csc)主流的控制策略可分为脉冲宽度控制和基频控制策略。脉冲宽度开关频率较高，控制灵活度好，响应速度快，但换流阀损耗大。而基频控制本质采用50hz相控方法，降低了开关频率，避免桥臂直通，降低电压波动，但其控制自由度只有一个，运行范围受限，无功不可控，应用于高压直流输电系统，需要额外添加调相机。csc采用了全控型器件，但在基频控制中只保留了一个控制自由度，如何改进基频控制策略，使其具有双自由度调节能力，同时兼顾原有优点，是电流源换流器的研究热点。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种电流源型换流器基频控制方法及装置，以解决如何实现双自由度基频控制的问题。

2、第一方面，本发明提供了一种电流源型换流器基频控制方法，包括：对换流器进行双闭环控制得到阀侧电流参考值；利用阀侧电流参考值反向计算占空比及移相角，占空比及移相角用于控制换流器上、下桥臂的触发与关断；判断占空比是否小于1，当占空比小于1时，导通当前参考相的上下桥臂。

3、本发明基于双自由度控制方法的csc功率控制策略由功率外环、电流内环和逆向计算环节组成。有功、无功实际值与参考值之差经过pi得到csc网侧电流的参考值，网侧电流实际值与参考值之差经过pi得到csc阀侧电流的参考值，经过逆向计算环节，可得到移相角与占空比。本发明提供的控制策略在保证双自由度调节的同时，器件开关频率低、运行效率高，可实现有功和无功的独立调控。

4、在一种具体实施方式中，当占空比等于1时，基于占空比及移相角正常控制换流器上、下桥臂的触发与关断。

5、在一种具体实施方式中，当换流器作为逆变站时，得到电流参考值的过程，包括：获取换流器的直流电压实际值、无功功率实际值与网侧d、q轴电流实际值；对换流器的直流电压参考值与直流电压实际值的差值进行比例积分控制，得到网侧d轴电流参考值，对换流器的无功功率参考值与无功功率实际值的差值进行比例积分控制，得到网侧q轴电流参考值；对换流器的网侧d轴电流参考值与网侧d轴电流实际值进行比例积分控制,得到阀侧d轴电流参考值，对换流器的网侧q轴电流参考值与网侧q轴电流实际值进行比例积分控制,得到阀侧q轴电流参考值。

6、在一种具体实施方式中，当换流器作为整流站时，得到电流参考值的过程，包括：获取换流器的直流电流实际值、无功功率实际值与网侧d、q轴电流实际值；对换流器的直流电流参考值与直流电流实际值的差值进行比例积分控制，得到网侧d轴电流参考值。对换流器的无功功率参考值与无功功率实际值的差值进行比例积分控制，得到网侧q轴电流参考值；对换流器的网侧d轴电流参考值与网侧d轴电流实际值进行比例积分控制,得到阀侧d轴电流参考值，对换流器的网侧q轴电流参考值与网侧q轴电流实际值进行比例积分控制,得到阀侧q轴电流参考值。

7、在一种具体实施方式中，确定参考相的过程，包括：当交流电压ab相切换至ac相时，则a相为参考相；当交流电压ac相切换至bc相时，则c相为参考相；当交流电压bc相切换至ba相时，则b相为参考相；当交流电压ba相切换至ca相时，则a相为参考相；当交流电压ca相切换至cb相时，则c相为参考相；当交流电压cb相切换至ab相时，则b相为参考相。

8、在一种具体实施方式中，导通当前参考相的上下桥臂的过程，包括：基于占空比，确定电流断续发生时刻；当电流断续时，开通参考相的上桥臂和/或下桥臂。

9、第二方面，本发明提供一种电流源型换流器基频控制装置，装置包括：闭环控制模块，用于对换流器进行闭环控制得到电流参考值；反向计算模块，用于利用电流参考值反向计算占空比及移相角，占空比及移相角用于控制换流器上、下桥臂的触发与关断；第一调节模块，用于判断占空比是否小于1，当占空比小于1时，导通当前参考相的上下桥臂。

10、第二方面，电流源型换流器基频控制装置还包括：第二调节模块，用于当占空比等于1时，基于占空比及移相角正常控制换流器上、下桥臂的触发与关断。

11、第三方面，本发明提供了一种计算机设备，包括：存储器和处理器，存储器和处理器之间互相通信连接，存储器中存储有计算机指令，处理器通过执行计算机指令，从而执行上述第一方面或其对应的任一实施方式的电流源型换流器基频控制方法。

12、第四方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机指令，计算机指令用于使计算机执行上述第一方面或其对应的任一实施方式的电流源型换流器基频控制方法。

技术特征：

1.一种电流源型换流器基频控制方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述换流器作为逆变站时，得到电流参考值的过程，包括：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述换流器作为整流站时，得到电流参考值的过程，包括：

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定参考相的过程，包括：

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，导通当前参考相的上下桥臂的过程，包括：

7.一种电流源型换流器基频控制装置，其特征在于，所述装置包括：

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，还包括：

9.一种计算机设备，其特征在于，包括：

10.一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上存储有计算机指令，所述计算机指令用于使计算机执行权利要求1至6中任一项所述的电流源型换流器基频控制方法。

技术总结
本发明涉及直流输电与直流配电技术领域，公开了一种电流源型换流器基频控制方法及装置，方法包括：对换流器进行双闭环控制得到电流参考值；利用电流参考值反向计算占空比及移相角，占空比及移相角用于控制换流器上、下桥臂的触发与关断；判断占空比是否小于1，当占空比小于1时，导通当前参考相的上下桥臂。本发明提供的控制策略在保证双自由度调节的同时，器件开关频率低、运行效率高，可实现有功和无功的独立调控。

技术研发人员：贺之渊,李杰,高冲,林志光,吴奕霖,陈凯龙
受保护的技术使用者：国网智能电网研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/27