换流器的控制方法和控制系统

1.一种换流器的控制方法，其特征在于，所述控制方法应用于柔性直流输电系统，所述柔性直流输电系统包括一个或多个电压源型换流器，所述控制方法包括：步骤1，确定所述换流器内电势E、相位θ、交流电压U s 、换流器网侧电流I s 、阻抗定值X Lset 和所述换流器的电流限制值I max ；步骤2，根据所述内电势E、所述相位θ、所述阻抗定值X Lset 、所述换流器网侧电流I s ，计算所述换流器连接母线的电压参考值U sref ；步骤3，根据所述连接母线的所述电压参考值U sref 和所述交流电压U s 的误差，计算电流指令参考值I sref ；步骤4，根据所述电流指令参考值I sref ，控制所述换流器的电流跟随所述电流指令参考值I sref ；所述控制方法还包括过流限制环节，当所述换流器处于指令限流模式时，根据所述交流电压U s ，所述内电势E和所述相位θ，所述换流器的所述电流限制值I max ，根据正序电压源串联电感特性计算所述指令限流模式的所述电流指令参考值，并作为所述步骤3的所述电流指令参考值I sref ；其中，所述电压参考值U sref 包括正序d轴分量U srefdp 、正序q轴分量U srefqp 、负序d轴分量U srefdn 和负序q轴分量U srefqn ；所述电流指令参考值I sref 包括电流正序d轴参考值I srefdp 、电流正序q轴参考值I srefqp 、电流负序d轴参考值I srefdn 、电流负序q轴参考值I srefqn ；根据正序电压源串联电感特性计算所述指令限流模式的所述电流指令参考值I sref ，包括：将所述交流电压U s ，根据所述相位θ进行Park变换，计算所述交流电压U s 的正序d轴分量U sdp 、所述交流电压U s 的正序q轴分量U sqp 、所述交流电压U s 的负序d轴分量U sdn 、所述交流电压U s 的负序q轴分量U sqn ；根据所述电流限制值I max 计算指令电流模式的限流阻抗X L ；根据所述正序电压源串联电感特性计算指令限制后的所述电流指令参考值I sref 。 2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于：所述换流器内电势E的幅值取值为0至2；所述相位θ模拟同步发电机的转子运动方程：其中，P m 为机械功率，P e 为电磁功率，J为虚拟惯量，D为虚拟阻尼因子，ω为模拟发电机的转子角频率，ω 0 为系统额定转子角频率。 3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于：所述电压参考值U sref 满足：其中，I sdp 为所述换流器网侧电流I s 正序d轴分量，I sqp 为所述换流器网侧电流I s 正序q轴分量，I sdn 为所述换流器网侧电流I s 负序d轴分量，I sqn 为所述换流器网侧电流I s 负序q轴分量。 4.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：当所述步骤3计算的所述电流指令参考值I sref 的幅值大于所述电流限制值I max 时，或者实际电流大于所述电流指令参考值I sref 时，所述换流器处于指令限流模式。 5.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于：当所述换流器处于所述指令限制模式时，所述阻抗定值X Lset 取值为所述限流阻抗X L ；否则，所述阻抗定值X Lset 取值为0至5。 6.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述根据所述连接母线的所述电压参考值U sref 和所述交流电压U s 的误差，计算电流指令参考值I sref ，包括：所述步骤3采用PI控制器，输入为所述连接母线的所述电压参考值U sref 和所述交流电压U s 的误差，输出为所述电流指令参考值I sref ，且当所述换流器处于所述指令限流模式时，所述电流指令参考值I sref 取值为所述过流限制环节输出的所述电流指令参考值。 7.一种换流器的控制方法，其特征在于，所述控制方法应用于柔性直流输电系统，所述柔性直流输电系统包括一个或多个电压源型换流器，所述控制方法包括：确定换流器内电势E和相位θ，交流电压U s 、换流器网侧电流I s 、阻抗定值X Lset 和所述换流器的电流限制值I max ；根据所述交流电压U s ，所述内电势E和所述相位θ，所述电流限制值I max ，并根据正序电压源串联电感特性计算指令限流模式的电流指令参考值I sref ；根据所述电流指令参考值I sref ，控制所述换流器的电流跟随所述电流指令参考值I sref ；其中，所述电流指令参考值I sref 包括电流正序d轴参考值I srefdp 、电流正序q轴参考值I srefqp 、电流负序d轴参考值I srefdn 、电流负序q轴参考值I srefqn ；根据正序电压源串联电感特性计算所述指令限流模式的所述电流指令参考值I sref ，包括：将所述交流电压U s ，根据所述相位θ进行Park变换，计算所述交流电压U s 的正序d轴分量U sdp 、所述交流电压U s 的正序q轴分量U sqp 、所述交流电压U s 的负序d轴分量U sdn 、所述交流电压U s 的负序q轴分量U sqn ；根据所述电流限制值I max 计算指令电流模式的限流阻抗X L ；根据所述正序电压源串联电感特性计算指令限制后的所述电流指令参考值I sref 。 8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于：所述换流器内电势E的幅值取值为0至2，所述相位θ模拟同步发电机的转子运动方程：其中，P m 为机械功率，P e 为电磁功率，J为虚拟惯量，D为虚拟阻尼因子，ω为模拟发电机的转子角频率，ω 0 为系统额定转子角频率。 9.一种换流器的控制系统，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至8任一项所述的控制方法。 10.一种换流器的控制系统，其特征在于：所述控制系统包括获取系统参数模块、参考电压产生模块、电压外环模块、电流内环模块和过流限制模块，其中：所述获取系统参数模块，用于获取内电势E和相位θ、阻抗定值X Lset ，交流电压U s 、换流器网侧电流I s 、阻抗定值X Lset 和电流限制值I maxs ，所述内电势E的幅值的取值为0至2，所述相位θ模拟同步发电机的转子运动方程；所述参考电压产生模块，用于根据所述内电势E、所述相位θ、所述阻抗定值X Lset 、所述换流器网侧电流I s ，计算所述换流器连接母线的电压参考值U sref ；所述电压外环模块，用于根据连接母线的所述电压参考值U sref 和采集的所述交流电压U s 的误差，计算电流指令参考值I sref ；所述电流内环模块，根据所述电流指令参考值I sref ，控制该换流器的电流跟随所述电流指令参考值I sref ；所述过流限制模块，用于当所述换流器的电流指令参考值I sref 大于所述电流限制值I maxs 或实际电流大于换流器电流限制值I max 时，根据采集的所述交流电压U s ，所述内电势E和所述相位θ，所述换流器电流限制值I max ，并根据正序电压源串联电感特性计算指令限流模式的所述电流指令参考值I sref ，所述电流指令参考值I sref 作为所述电流内环模块的输入；其中，所述电压参考值U sref 包括正序d轴分量U srefdp 、正序q轴分量U srefqp 、负序d轴分量U srefdn 和负序q轴分量U srefqn ；所述电流指令参考值I sref 包括电流正序d轴参考值I srefdp 、电流正序q轴参考值I srefqp 、电流负序d轴参考值I srefdn 、电流负序q轴参考值I srefqn ；所述过流限制模块还用于：将所述交流电压U s ，根据所述相位θ进行Park变换，计算所述交流电压U s 的正序d轴分量U sdp 、所述交流电压U s 的正序q轴分量U sqp 、所述交流电压U s 的负序d轴分量U sdn 、所述交流电压U s 的负序q轴分量U sqn ；根据所述电流限制值I max 计算指令电流模式的限流阻抗X L ；根据所述正序电压源串联电感特性计算指令限制后的所述电流指令参考值I sref 。