1.一種多回MMC-HVDC饋入極弱電網(wǎng)的控制策略,包括:
(1)為區(qū)域電網(wǎng)饋入功率的每個(gè)MMC均采用同步發(fā)電機(jī)模擬控制方法,所述同步發(fā)電機(jī)模擬控制方法包括有功-頻率控制環(huán)節(jié)、無(wú)功-電壓控制環(huán)節(jié)、輸出電流跟蹤控制環(huán)節(jié)以及內(nèi)部環(huán)流抑制控制環(huán)節(jié);其中:
所述的有功-頻率控制環(huán)節(jié)用于根據(jù)有功功率通過(guò)計(jì)算得到虛擬同步發(fā)電機(jī)功角θ;所述的無(wú)功-電壓控制環(huán)節(jié)用于根據(jù)無(wú)功功率通過(guò)計(jì)算得到dq坐標(biāo)系下的MMC閥側(cè)電流參考矢量所述的輸出電流跟蹤控制環(huán)節(jié)用于根據(jù)MMC閥側(cè)電流參考矢量通過(guò)計(jì)算得到dq坐標(biāo)系下的MMC橋臂差模電壓參考矢量所述的內(nèi)部環(huán)流抑制控制環(huán)節(jié)以MMC內(nèi)部環(huán)流為0作為控制目標(biāo),通過(guò)計(jì)算得到dq坐標(biāo)系下的MMC橋臂共模電壓參考矢量
(2)MMC間的功率分配采用動(dòng)態(tài)功率分配方法,即根據(jù)區(qū)域電網(wǎng)負(fù)荷的變化,按特定比例動(dòng)態(tài)調(diào)整各MMC的功率參考值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制策略,其特征在于:所述有功-頻率控制環(huán)節(jié)通過(guò)以下控制方程計(jì)算出虛擬同步發(fā)電機(jī)功角θ:
其中:ω*為角頻率參考值,s為拉普拉斯算子,P*為MMC的有功功率參考值,P為MMC的有功功率實(shí)際值,ω0為區(qū)域電網(wǎng)的額定角頻率,J為設(shè)定的虛擬轉(zhuǎn)動(dòng)慣量,D為設(shè)定的虛擬阻尼系數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制策略,其特征在于:所述無(wú)功-電壓控制環(huán)節(jié)的具體控制方法如下:
首先,對(duì)MMC的網(wǎng)側(cè)電壓進(jìn)行Park變換,得到對(duì)應(yīng)dq坐標(biāo)系下的網(wǎng)側(cè)電壓d軸分量實(shí)際值usd和網(wǎng)側(cè)電壓q軸分量實(shí)際值usq;
然后,令網(wǎng)側(cè)電壓q軸分量參考值并通過(guò)以下控制方程計(jì)算出網(wǎng)側(cè)電壓d軸分量參考值
其中:Q*為MMC的無(wú)功功率參考值,Q為MMC的無(wú)功功率實(shí)際值,s為拉普拉斯算子,U0為輸出功率為零時(shí)MMC的額定電壓,kp為設(shè)定的比例系數(shù),ki為設(shè)定的積分系數(shù);
最后,使的差值結(jié)果依次經(jīng)PI調(diào)節(jié)以及限幅環(huán)節(jié)后得到閥側(cè)電流d軸分量參考值使的差值結(jié)果依次經(jīng)PI調(diào)節(jié)以及限幅環(huán)節(jié)后得到閥側(cè)電流q軸分量參考值和即組成了dq坐標(biāo)系下的MMC閥側(cè)電流參考矢量
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制策略,其特征在于:所述輸出電流跟蹤控制環(huán)節(jié)通過(guò)以下控制方程計(jì)算出dq坐標(biāo)系下的MMC橋臂差模電壓參考矢量
其中:為dq坐標(biāo)系下的MMC網(wǎng)側(cè)電壓矢量,其由MMC網(wǎng)側(cè)電壓經(jīng)Park變換得到;L=Lac+L0/2,R=R0/2,Lac為區(qū)域電網(wǎng)對(duì)應(yīng)戴維南等效電路中的等效電感值,L0為MMC的橋臂電感值,R0為MMC的橋臂等效電阻值,ω為區(qū)域電網(wǎng)的實(shí)際角頻率,j為虛數(shù)單位,t為時(shí)間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制策略,其特征在于:所述內(nèi)部環(huán)流抑制控制環(huán)節(jié)通過(guò)以下控制方程計(jì)算出dq坐標(biāo)系下的MMC橋臂共模電壓參考矢量
其中:為dq坐標(biāo)系下的MMC內(nèi)部環(huán)流參考矢量,其為0矢量;L0為MMC的橋臂電感值,R0為MMC的橋臂等效電阻值,ω為區(qū)域電網(wǎng)的實(shí)際角頻率,j為虛數(shù)單位,t為時(shí)間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制策略,其特征在于:所述同步發(fā)電機(jī)模擬控制方法以-2θ作為坐標(biāo)變換角將反變換為三相橋臂共模參考電壓,以θ作為坐標(biāo)變換角將反變換為三相橋臂差模參考電壓;使三相橋臂共模參考電壓與三相橋臂差模參考電壓對(duì)應(yīng)相相加即得到MMC三相上橋臂的調(diào)制電壓,使三相橋臂共模參考電壓與三相橋臂差模參考電壓對(duì)應(yīng)相相減即得到MMC三相下橋臂的調(diào)制電壓;進(jìn)而根據(jù)所述調(diào)制電壓通過(guò)相應(yīng)調(diào)制算法生成MMC各橋臂的開(kāi)關(guān)控制信號(hào)用以對(duì)MMC進(jìn)行控制。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制策略,其特征在于:所述動(dòng)態(tài)功率分配方法基于以下方程表達(dá)式:
其中:Pi*和分別為第i個(gè)發(fā)電單元的有功功率參考值和無(wú)功功率參考值,λi和γi分別為第i個(gè)發(fā)電單元的有功功率分配系數(shù)和無(wú)功功率分配系數(shù),n為發(fā)電單元的總數(shù),區(qū)域電網(wǎng)中的同步發(fā)電機(jī)以及為區(qū)域電網(wǎng)饋入功率的MMC均為發(fā)電單元;Ptotal和Qtotal分別為區(qū)域電網(wǎng)所需總的有功功率和無(wú)功功率,其通過(guò)對(duì)區(qū)域電網(wǎng)中的負(fù)荷測(cè)量統(tǒng)計(jì)得到。