【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于智能电网，尤其涉及一种构网型柔性直流故障穿越控制切换方法。
技术介绍
1、100％新能源发电基地经柔性直流送出系统新能源发电功率波动快，幅度大，无常规电源支撑，系统稳定运行难度大。柔性直流需采用构网型控制为新能源发电基地建立电压频率参考。
2、目前柔性直流构网型的控制方式主要有vf控制、下垂控制和虚拟同步控制。vf控制以交流电压幅值和频率为控制目标，可在孤岛运行时为新能源发电基地建立电压频率参考，但是vf控制中频率是固定的，当新能源发电基地与其他电网相连时，vf控制将不再适用。下垂控制可设定无功-电压下垂曲线、有功-频率下垂曲线，当联网模式下系统频率变化时，柔性直流可以通过调整传输功率来实现联网模式下的稳定运行。虚拟同步控制通过模拟同步机的特性为系统建立电压频率参考，相比于下垂控制，虚拟同步控制模拟了同步机的惯性、阻尼和下垂特性，可实现对系统惯量、频率和电压的短时支撑，更有利于提高系统的暂态稳定性。
3、但是，100％新能源发电基地经柔性直流送出系统采用虚拟同步控制存在如下问题：
4、第一，稳态运行时，若柔性直流虚拟同步控制参考功率与实际传输功率偏差较大，那么系统频率将大幅偏离额定值。
5、第二，交流系统故障时，柔性直流传输功率大幅降低，若柔性直流虚拟同步控制参考功率不变，则柔性直流虚拟同步控制参考功率和实际传输功率偏差较大，暂态过程中频率变化较大，故障清除后，100％新能源发电基地经柔性直流送出系统可能出现频率失稳。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题：提供一种构网型柔性直流故障穿越控制切换方法，以解决100％新能源发电基地经柔性直流送出系统采用虚拟同步控制存在的：
2、第一，稳态运行时，若柔性直流虚拟同步控制参考功率与实际传输功率偏差较大，那么系统频率将大幅偏离额定值。
3、第二，交流系统故障时，柔性直流传输功率大幅降低，若柔性直流虚拟同步控制参考功率不变，则柔性直流虚拟同步控制参考功率和实际传输功率偏差较大，暂态过程中频率变化较大，故障清除后，100％新能源发电基地经柔性直流送出系统可能出现频率失稳等技术问题。
4、本专利技术技术方案是：
5、一种构网型柔性直流故障穿越控制切换方法，所述方法包括：在稳态时联网模式下采用新能源发电功率之和作为虚拟同步控制的功率参考值，每隔固定周期进行更新，稳态时孤岛模式下采用柔性直流输入功率作为虚拟同步控制的功率参考值，实现孤岛系统内的功率平衡；交流系统故障时，通过冻结虚拟同步控制的积分环节并增加频率限幅环节，减小故障期间柔性直流虚拟同步控制参考功率和实际传输功率偏差导致的频率波动，提高系统的频率稳定性。
6、联网模式下，与本地电网交换功率为光伏发电功率之和减去柔性直流实际传输功率；
7、ppvtotal-phvdc＝pgrid (1)
8、式中，ppvtotal为光伏发电功率之和，phvdc为柔性直流送出功率，pgrid为与本地电网联络线交换功率，pgrid为正，表示向本地电网送出功率；pgrid为负，表示从本地电网吸收功率。
9、稳态时孤岛模式下采用柔性直流输入功率作为虚拟同步控制时：pref为柔性直流虚拟同步控制参考功率，ps为柔性直流实际传输功率测量值，d为虚拟同步控制阻尼系数，tj为虚拟同步控制惯性时间常数，wref为频率参考值，w为虚拟同步控制生成的频率值，wmax、wmin为频率的最大、最小限幅值，θ为w积分后得到的电压相角。
10、稳态运行时，联网模式下，pref等于ppvtotal，ppvtotal通过新能源场站功率预测值相加得到。
11、稳态运行时，孤岛模式下，即柔性直流换流母线与本地电网之间的联络线断开，pgrid等于0；此时，pref等于ps，该模式下，新能源发电功率全部由柔性直流送出，pref的更新周期越短越有利于孤岛系统的功率平衡，柔性直流虚拟同步控制生成的频率值越接近额定值，系统频率波动越小。
12、交流系统故障时，若柔性直流低电压穿越信号fault_start为1，则将虚拟同步控制的积分器输入置0；当故障清除后，当虚拟同步控制的积分器输入置0后，故障期间w不再变化锁定为故障前的值；当故障清除后，fault_start为0，虚拟同步控制的积分器输入恢复正常，100％新能源发电基地经柔性直流送出系统w为故障前的值。
13、虚拟同步控制w经过限幅和积分环节生成电压相角θ，θ用于柔性直流的dq变换控制中生成最终的电压参考信号。
14、柔性直流采用的双环控制结构为：外环控制为电压环，内环控制为电流环；电压环生成电流环的参考值，电流环生成最终的电压参考信号uref_abc用于生成调制波。
15、本专利技术的有益效果：
16、本专利技术提出了一种构网型柔性直流故障穿越控制切换方法，该方法稳态时联网模式下采用新能源发电功率之和作为虚拟同步控制的功率参考值，每隔固定周期进行更新，以避免柔性直流虚拟同步控制参考功率和实际传输功率偏差导致的稳态频率波动过大；稳态时孤岛模式下采用柔性直流输入功率作为虚拟同步控制的功率参考值，该方式测量周期短，可实时更新参考功率，实现孤岛系统内的功率平衡；交流系统故障时，通过冻结虚拟同步控制的积分环节并增加频率限幅环节，减小故障期间柔性直流虚拟同步控制参考功率和实际传输功率偏差导致的频率波动过大，提高系统的频率稳定性。
17、解决了稳态运行时，若柔性直流虚拟同步控制参考功率与实际传输功率偏差较大，那么系统频率将大幅偏离额定值；交流系统故障时，柔性直流传输功率大幅降低，若柔性直流虚拟同步控制参考功率不变，则柔性直流虚拟同步控制参考功率和实际传输功率偏差较大，暂态过程中频率变化较大，故障清除后，100％新能源发电基地经柔性直流送出系统可能出现频率失稳等技术问题。
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1.一种构网型柔性直流故障穿越控制切换方法，其特征在于：所述方法包括：在稳态时联网模式下采用新能源发电功率之和作为虚拟同步控制的功率参考值，每隔固定周期进行更新，稳态时孤岛模式下采用柔性直流输入功率作为虚拟同步控制的功率参考值，实现孤岛系统内的功率平衡；交流系统故障时，通过冻结虚拟同步控制的积分环节并增加频率限幅环节，减小故障期间柔性直流虚拟同步控制参考功率和实际传输功率偏差导致的频率波动，提高系统的频率稳定性。
2.根据权利要求1所述的一种构网型柔性直流故障穿越控制切换方法，其特征在于：联网模式下，与本地电网交换功率为光伏发电功率之和减去柔性直流实际传输功率；
3.根据权利要求1所述的一种构网型柔性直流故障穿越控制切换方法，其特征在于：稳态时孤岛模式下采用柔性直流输入功率作为虚拟同步控制时：Pref为柔性直流虚拟同步控制参考功率，Ps为柔性直流实际传输功率测量值，D为虚拟同步控制阻尼系数，TJ为虚拟同步控制惯性时间常数，wref为频率参考值，w为虚拟同步控制生成的频率值，wmax、wmin为频率的最大、最小限幅值，θ为w积分后得到的电压相角。
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