一種單回直流大信號調制控制器的制造方法
【專利摘要】本實用新型是一種單回直流大信號調制控制器。包括采樣控制器（S1）、微分控制器（S2）、功率控制器（S3）、功率限制器（S4）和功率轉換器（S5）。本實用新型可以實現實時在線監控交直流輸電系統運行狀態，當嚴重交流故障或者其它單回直流雙極閉鎖等故障發生時，該直流控制器能快速判斷系統穩定情況，并根據穩定程度制定直流大信號調制策略，直流功率的實時、快速的緊急調制，有效地控制發電機群搖擺過程中區域間的功率平衡關系，起到抑制功角搖擺，提高穩定極限的作用。
【專利說明】—種單回直流大信號調制控制器
【技術領域】
[0001]本實用新型涉交直流輸電系統暫態穩定控制領域，特別是涉及一種基于乒乓控制的單回直流大信號調制控制器，屬于單回直流大信號調制控制器的創新技術。
【背景技術】
[0002]隨著越來越多的大功率直流輸電集中落點到負荷中心，直流輸電的龐大規模、快速控制響應能力對電網的動態特性、穩定風險和控制手段帶來了一系列復雜的影響和深刻的變化。其中，直流的快速有功調節能力為提升大電網的同步穩定能力提供了新的有效手段。
[0003]交直流大電網在嚴重交流故障或直流雙極閉鎖等故障下的暫態失穩仍然是限制電網輸電能力的主要約束。目前，交流電網對于短路引起的區域間有功失衡和同步發電機功角搖擺問題一直缺少真正有效的抑制手段。抑制大電網擾動后的第1-2擺的失穩需要快速的大幅度的有功調節手段。而無論發電機PSS還是FACTs受其有功潮流調節能力限制，均只能對小幅度的功率振蕩提供阻尼，卻難以對大規模電網的暫態穩定，尤其是第1-3個搖擺周期內功角失穩起到良好的抑制作用。直流輸電的存在為改善大電網的暫態穩定性提供了全新的、更加有效的控制手段。
[0004]直流輸電系統有功功率幅度較大，調節速度較快。尤其是多回直流共同參與調節，可進一步提升單位調節功率幅度和速度，使得直流輸電系統的快速功率調制為改善大電網暫態穩定裕度提供了新的有效的控制手段。當嚴重交流故障或者單回直流雙極閉鎖等故障發生時，輸電通道中的其它直流可以在快速辨識振蕩模式的基礎上，通過直流功率的快速、緊急調制，有效地控制發電機群搖擺過程中區域間的功率平衡關系，起到抑制功角搖擺，提高穩定極限的作用。
實用新型內容
[0005]本實用新型的目的在于提供一種設計簡單，方便實用的單回直流大信號調制控制器。本實用新型控制簡單方便，本實用新型針對直流輸電系統有功功率幅度較大，調節速度較快的特點，為改善大電網暫態穩定裕度提供了新的有效的控制手段，能快速有效提升電網暫態穩定水平。
[0006]為實現上述目的，本實用新型采用如下的技術方案:
[0007]本實用新型的單回直流大信號調制控制器，包括有采樣控制器、微分控制器、功率控制器、功率限制器、功率轉換器，其中采樣控制器的輸入端與直流線路整流側換流站和逆變側換流站相連，采集換流站的功角、電壓等信號，采樣控制器有兩個輸出端，一個輸出端輸出功角差信號，該輸出功角差信號的輸出端與微分控制器的輸入端相接，采樣控制器的另一個輸出端輸出換流站母線電壓和直流電壓信號，微分控制器的輸出換流站母線電壓和直流電壓信號的輸出端與功率控制器的輸入端和功率轉換器的輸入端相接，功率控制器輸出直流功率調制信號，且功率控制器的輸出端與功率限制器的輸入端相接，功率限制器的輸出端輸出直流功率調制信號，且功率限制器的輸出端與功率轉換器的輸入端相接，功率轉換器輸出直流電流調制信號，且功率轉換器的輸出端與直流逆變側換流站內部電流控制器相接。
[0008]本實用新型的單回直流大信號調制控制器可以用于直流輸電系統正常運行中。實現直流輸電系統實時在線的大信號功率調制功能。該控制器根據系統監測直流兩端功角和電壓的實時數據，判斷系統穩定程度，當系統發生大擾動時(比如區域間聯絡線發生三相短路故障)，能快速調節直流系統的輸送功率，及時效緩解輸電系統因為故障引起的功率失衡現象，抑制功角搖擺，提高交直流輸電系統穩定極限。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1是本實用新型調制控制器的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0010]參見圖1所示，本實用新型的單回直流大信號調制控制器，包括采樣控制器SI，微分控制器S2，功率控制器S3，功率限制器S4，功率轉換器S5。所述的采樣控制器SI用于采集和濾波直流兩端系統關鍵節點的功角和電壓信號，并將濾波后的功角差信號輸送到微分控制器S2，將濾波后的電壓信號輸送到功率控制器S3和功率轉換器S5 ;所述的微分控制器S2是將信號采集器輸出的功角差信號，轉換為功角差角速度信號，并輸送到功率控制器S3 ;所述功率控制器S3是對微分控制器S2輸出的功角差信號和采樣控制器SI輸出的交流電壓信號進行分析，得到直流系統功率的調制量，并將調質量信號輸送到功率限制器S4 ；所述的功率限制器S4是對功率控制器S3輸出的直流功率調制信號進行幅值和速度限制，并將限制后的功率調制信號輸送到功率轉換器S5 ;所述功率轉換器S5是根據采樣控制器SI輸出的直流電壓信號，將功率限制器S4輸出的功率調制信號轉換為直流電流控制信號，輸送到直流內部控制器中。
[0011]本實用新型提出的單回直流大信號調制控制器用于交直流輸電系統中的直流輸電線路的在線運行控制。
【權利要求】
1.一種單回直流大信號調制控制器，其特征在于包括有采樣控制器(Si)、微分控制器(S2)、功率控制器(S3)、功率限制器(S4)、功率轉換器(S5)，其中采樣控制器(SI)的輸入端與直流線路整流側換流站和逆變側換流站相連，采集換流站的功角、電壓等信號，采樣控制器(SI)有兩個輸出端，一個輸出端輸出功角差信號，該輸出功角差信號的輸出端與微分控制器(S2)的輸入端相接，采樣控制器(SI)的另一個輸出端輸出換流站母線電壓和直流電壓信號，微分控制器(S2)的輸出換流站母線電壓和直流電壓信號的輸出端與功率控制器(S3)的輸入端和功率轉換器(S5)的輸入端相接，功率控制器(S3)輸出直流功率調制信號，且功率控制器(S3)輸出端與功率限制器(S4)的輸入端相接，功率限制器(S4)的輸出端輸出直流功率調制信號，且功率限制器(S4)的輸出端與功率轉換器(S5)的輸入端相接，功率轉換器(S5)輸出直流電流調制信號，且功率轉換器(S5)的輸出端與直流逆變側換流站內部電流控制器相接。
【文檔編號】H02J1/00GK203800589SQ201420232582
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年5月7日 優先權日:2014年5月7日
【發明者】涂亮, 黃振林, 門錕, 管霖, 王長香, 趙立剛 申請人:南方電網科學研究院有限責任公司