一种星型SVG的换流链相间电压均衡控制方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于星型SVG控制技术领域，具体涉及一种星型SVG的换流链相间电压均衡控制方法及装置。将第一负序电流指令值和利用相间电压均衡闭环控制得到的第二负序电流指令值相加作为换流链相间电压均衡控制的最终负序电流指令值，其中，在电网电压不平衡故障工况下，利用负序电流前馈控制得到负序电流前馈指令值，并将负序电流前馈指令值作为第一负序电流指令值。其中的负序电流前馈控制通过理论计算能够快速准确的求解出电网不平衡工况下的换流链相间电压均衡所需的负序电流理论值，再通过相间电压均衡闭环控制对上述理论值的求解误差作补偿，从而能够提高相间电压均衡的响应速度和均衡效果，避免触发功率模块过压保护，提高SVG的电网故障穿越能力。高SVG的电网故障穿越能力。高SVG的电网故障穿越能力。

【技术实现步骤摘要】
一种星型SVG的换流链相间电压均衡控制方法及装置


[0001]本专利技术属于星型SVG控制
，具体涉及一种星型SVG的换流链相间电压均衡控制方法及装置。

技术介绍

[0002]星型SVG并联于电网中，其主电路拓扑如图1所示，动态调节其输出无功功率，可提高功率因数和电压稳定性，在光伏发电和风力发电等新能源发电领域已广泛应用。为提高SVG的电网适应性，并在电网不平衡故障期间提供有效的动态无功支撑，要求SVG具备电网不平衡故障穿越能力。
[0003]目前星型SVG普遍采用基于负序电流的换流链相间电压均衡控制方法，电网不平衡故障工况下，在向电网提供动态正序无功电流支撑的同时还需输出一定的负序电流以实现三相换流链的相间电压均衡。在电网不平衡故障时快速输出负序电流，故障恢复时快速撤回负序电流，以减小故障发生和恢复时的相间电压不均衡，避免触发功率模块过压保护。
[0004]常见的相间电压均衡控制方法基于相间电压偏差调节负序电流，控制框图如图2所示，该方法的缺点是在相间电压偏差发生后才具有调节作用，在均压响应速度上有一定滞后，属于滞后调节，导致在电网不平衡故障发生和恢复时均会出现较大程度的相间电压不均衡，甚至触发功率模块过压保护，电网不平衡故障穿越失败。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种星型SVG的换流链相间电压均衡控制方法及装置，用以解决仅基于相间电压偏差调节负序电流的相间电压均衡控制方法由于在均压响应速度上有一定滞后导致在电网不平衡故障发生时会出现较大程度的相间电压不均衡的问题。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种星型SVG的换流链相间电压均衡控制方法，将第一负序电流指令值和利用相间电压均衡闭环控制得到的第二负序电流指令值相加作为换流链相间电压均衡控制的最终负序电流指令值，利用最终负序电流指令值生成星型SVG的控制信号对星型SVG进行控制；其中，在电网故障工况下，若电网不平衡度大于或者等于设定阈值，则利用负序电流前馈控制得到负序电流前馈指令值，并将负序电流前馈指令值作为第一负序电流指令值，且负序电流前馈控制为由电网线电压正负序分量和换流链正序无功电流指令值计算得到负序电流前馈指令值。
[0007]其有益效果为：在电网电压不平衡故障工况下，将由负序电流前馈控制生成的负序电流前馈指令值作为第一负序电流指令值，并和由相间电压均衡闭环控制得到的第二负序电流指令值相加作为换流链相间电压均衡控制的最终负序电流指令值，也即，负序电流前馈控制通过理论计算能够快速准确的求解出电网不平衡工况下的换流链相间电压均衡所需的负序电流理论值，再通过相间电压均衡闭环控制对上述理论值的求解误差作补偿，从而能够提高相间电压均衡的响应速度和均衡效果，避免触发功率模块过压保护，提高SVG的电网故障穿越能力。
[0008]进一步地，由电网线电压正负序分量和换流链正序无功电流指令值计算得到负序电流前馈指令值的计算公式为：
[0009][0010]式中，I
nd_ffd
、I
nq_ffd
分别为负序电流前馈d、q轴指令值；U
spp_pd
、U
spp_pq
分别为电网线电压的正序d、q轴分量；U
spp_nd
、U
spp_nq
分别为电网线电压的负序d、q轴分量；I
pq_ref
为换流链正序无功电流指令值。
[0011]进一步地，在电网故障工况下，若电网不平衡度小于设定阈值，则第一负序电流指令值为0，直至退出电网故障状态。
[0012]其有益效果为：考虑电网故障恢复时电压正负序dq分量值会对负序电流前馈指令值形成扰动，所以第一负序电流指令不使用负序电流前馈指令值，而直接设置为0，从而保证系统稳定可靠运行。
[0013]进一步地，在电网稳态工况下，第一负序电流指令值为所述负序电流前馈指令值。
[0014]其有益效果为：考虑负序电流前馈指令值投入的及时性，因而在电网稳态工况下，第一负序电流指令值设置为负序电流前馈指令值。
[0015]进一步地，在电网故障工况下，若第一负序电流指令值不为0，则将相间电压均衡闭环控制中的相间均压系数调整为中间值，若第一负序电流指令值为0，则当相间电压偏差大于设定偏差阈值时将相间均压系数调整为最大值。
[0016]其有益效果为：在第一负序电流指令为0且相间电压偏差大于设定偏差阈值时，将相间均压系数调整为最大值，以使相间电压均衡闭环控制起到完全的相间均压作用。
[0017]进一步地，在电网故障恢复并持续一定时间后，将相间均压系数调整为最小值。
[0018]进一步地，在电网稳态工况下，相间电压均衡闭环控制中的相间均压系数调整为最小值。
[0019]其有益效果为：电网稳态工况下，无功电流动态调节对三相电容电压有一定扰动，也会形成轻微的相间电压偏差，因此此时相间均压系数调整为最小值，以维持无功电流的动态特性。
[0020]为解决上述技术问题，本专利技术还提供了一种星型SVG的换流链相间电压均衡控制装置，包括存储器和处理器，所述处理器用于执行存储在存储器中的计算机程序指令以实现上述介绍的星型SVG的换流链相间电压均衡控制方法，并达到与该方法相同的有益效果。
附图说明
[0021]图1是本专利技术所针对的星型SVG主电路拓扑示意图；
[0022]图2是现有技术中的基于相间电压偏差调节负序电流的相间电压均衡控制方法；
[0023]图3是本专利技术的星型SVG的换流链相间电压均衡控制方法框图；
[0024]图4是本专利技术提供的电网线电压正、负dq坐标系初始位置、换流链电流正、负序dq坐标系初始位置；
[0025]图5
‑
1是本专利技术提供的电网单相跌落至0.2pu工况下，采用常见的基于相间电压偏差调节方法得到的负序电流指令与理论计算负序电流前馈d轴指令(pu)对比图；
[0026]图5
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2是本专利技术提供的电网单相跌落至0.2pu工况下，采用常见的基于相间电压偏差调节方法得到的负序电流指令与理论计算负序电流前馈q轴指令(pu)对比图；
[0027]图6
‑
1是本专利技术提供的电网两相跌落至0.2pu工况下，采用常见的基于相间电压偏差调节方法得到的负序电流指令与理论计算负序电流前馈d轴指令(pu)对比图；
[0028]图6
‑
2是本专利技术提供的电网两相跌落至0.2pu工况下，采用常见的基于相间电压偏差调节方法得到的负序电流指令与理论计算负序电流前馈q轴指令(pu)对比图；
[0029]图7
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1是本专利技术提供的电网两相跌落至0.2pu工况下，采用本专利技术方法的相间电压均衡仿真效果(换流链电流，单位pu)图；
[0030]图7
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2是本专利技术提供的电网两相跌落至0.2pu工况下，采用本专利技术方法的相间电压均衡仿真效果(三相功率模块最高、最低电压，单本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种星型SVG的换流链相间电压均衡控制方法，其特征在于，将第一负序电流指令值和利用相间电压均衡闭环控制得到的第二负序电流指令值相加作为换流链相间电压均衡控制的最终负序电流指令值，利用最终负序电流指令值生成星型SVG的控制信号对星型SVG进行控制；其中，在电网故障工况下，若电网不平衡度大于或者等于设定阈值，则利用负序电流前馈控制得到负序电流前馈指令值，并将负序电流前馈指令值作为第一负序电流指令值，且负序电流前馈控制为由电网线电压正负序分量和换流链正序无功电流指令值计算得到负序电流前馈指令值。2.根据权利要求1所述的星型SVG的换流链相间电压均衡控制方法，其特征在于，由电网线电压正负序分量和换流链正序无功电流指令值计算得到负序电流前馈指令值的计算公式为：式中，I
nd_ffd
、I
nq_ffd
分别为负序电流前馈d、q轴指令值；U
spp_pd
、U
spp_pq
分别为电网线电压的正序d、q轴分量；U
spp_nd
、U
spp_nq
分别为电网线电压的负序d、q轴分量；I
pq_ref
为换流链正...

【专利技术属性】
技术研发人员：左广杰，刘刚，孙健，许明阳，荆方杰，祁招，石鹏，高涵，
申请(专利权)人：河南许继电力电子有限公司，
类型：发明
国别省市：