【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电网控制，具体是一种构网型变流器低电压穿越控制方法及系统。
技术介绍
1、随着新能源电力的不断开发，电网中新能源系统的发电量逐年增加，电网的动态特性随之发生了显著变化。新能源发电机组大部分通过电力电子变流器接入电网，其输出特性主要由变流器的控制策略决定，可分为跟网型(grid-following,gfl)控制和构网型(grid-forming,gfm)控制。传统的跟网型变流器通过控制注入电网的电流来控制输出功率，对外表现为电流源特性；而构网型变流器则直接控制输出端的电压来控制输出功率，具有电压源特性。
2、跟网型电流控制结构简单、锁相环(phase-locked loop,pll)技术成熟，但随着新能源在电力系统中接入比例持续增加，其pll对电力系统稳定性的负面影响也愈发凸显。而构网型电压控制可以实现传统同步机的功能，直接建立电网电压，在无pll的情况下也能够实现与电网的同步，成为了支撑“双高”电力系统稳定运行的重要手段。
3、随着近几年研究的深入，外学者提出了多种构网控制策略，其中虚拟同步发电机控制(virtual synchronous generator,vsg)既继承了下垂控制的优点，又能够为系统提供惯性支撑，结合各种控制方式，可以提高弱电网下的电压稳定性。
4、为充分利用新能源并避免新能源高渗透率带来的不良影响，各国相继颁布了相应并网规范。“低电压穿越(low voltage ride-through,lvrt)”是并网导则的核心要求之一，也是当前新能源并网发电技术的难
5、构网型变流器低电压穿越的研究尚不完善，关于构网型变流器低电压穿越的控制标准也尚未形成定论。当前，构网型变流器低电压穿越的方法主要有以下几种类型：1)平滑切换工作模式型，进入低电压穿越后，从电构网型工作模式转换为跟网型工作模式以限制输出电流，并向电网提供无功功率，呈现出跟网型特性；2)虚拟阻抗设计型，设计低电压穿越期间的虚拟阻抗，以限制由电网电压跌落引起的高幅值暂态电流；3)参考指令修改型，在低电压穿越期间改变控制器中相应物理量的参考值，如电压、有功、无功等，快速向电网提供支撑；4)控制参数调节型，引入相应物理量的可变增益或补偿项，在低电压穿越时限制电流上升。但是这些方法大多数或未保持构网型变流器的能力，或未支撑pcc电压，或未达到pcc电压的尽限支撑，它们的极限支撑效果不明确，研究尚不完善。如何最大化地利用构网型变流器的能力渡过低电压穿越、对pcc电压进行支撑，目前还没有明确的研究方案。
技术实现思路
1、为了克服上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种构网型变流器低电压穿越控制方法及系统。通过该方法，可以在变流器的允许限流值范围内，提供最大的电压支撑及频率支撑。
2、为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、第一方面，本专利技术提供一种构网型变流器低电压穿越控制方法，包括：
4、构建构网型变流器并网等效模型的电路方程组，给定公共耦合点电压支撑目标与允许输出电流最大值，求解所述电路方程组得到构网型变流器低电压穿越各工作模式的电网电压边界值，确定各工作模式对应的电网电压范围；
5、基于各工作模式对应的电网电压范围，依据电网电压跌落情况，确定工作模式，选择相应的控制策略；
6、基于所述工作模式，给定当前的电网电压，求解所述电路方程组得到此工作模式下的电压及有功功率参考值，并在控制策略中更新相应的参考值。
7、作为本专利技术进一步改进，所述构网型变流器包括有功-频率控制模块与无功-电压控制模块；根据有功-频率控制模块得到的相位角与无功-电压控制模块得到的电压幅值参考值确定最终的电压输出；所得电压直接经过pwm模块控制变流器的工作，或通过电压-电流双闭环控制后再经过pwm模块控制变流器的工作。
8、作为本专利技术进一步改进，所述有功-频率控制模块包括：调速器模块、摆动方程模块；
9、所述无功-电压控制模块包括：无功-电压下垂模块；
10、作为本专利技术进一步改进，所述有功-频率控制模块还包括阻尼模块；
11、所述无功-电压控制模块还包括虚拟阻抗模块、电压控制环模块、电流控制环模块。
12、作为本专利技术进一步改进，所述构网型变流器的工作模式包括如下情况：
13、根据公共耦合点电压支撑目标与允许输出电流最大值，将变流器从正常运行到低电压穿越的整个运行情况分为：
14、工作模式一：正常工作模式；构网型变流器维持正常工作情况控制策略；
15、工作模式二：电流未限幅的电压支撑优先工作模式；在此工作模式下，需断开无功-电压下垂模块，直接给定电压幅值参考值；
16、工作模式三：电流限幅的电压支撑优先工作模式；在此工作模式下，需断开调速器模块，在直接给定电压幅值参考值的基础上，直接给定有功功率参考值，使有功功率尽限输出至其能发送的最大值；
17、工作模式四：最大电压支撑工作模式；在此工作模式下，直接给定电压幅值参考值与有功功率参考值，将在输出电流达到所允许最大值的情况下，支撑pcc电压至能撑到的最大值。
18、作为本专利技术进一步改进，所述构网型变流器低电压穿越的工作模式依据电网电压vg的跌落程度进行划分，通过计算得到各工作模式的边界值，包括：
19、若vg>vgf1，变流器工作在工作模式一；
20、若vgf2<vg<vgf1，变流器工作在工作模式二；
21、若vgf3<vg<vgf2，变流器工作在工作模式三；
22、若vg<vgf3，变流器工作在工作模式四。
23、作为本专利技术进一步改进，所述电网电压vg的跌落程度分界值vgf1、vgf2、vgf3通过在给定公共耦合点电压支撑目标与允许输出电流最大值的条件下，求解电路方程组得到。
24、作为本专利技术进一步改进，所述在控制策略中更新相应的参考值，包括：
25、断开“无功-电压下垂”模块与“调速器”模块，根据工作模式下方程组，将计算出的电压幅值e与输出有功功率pout分别作为对应工作模式下的参考值eref与pin(ref)，并分别给定；参考值eref与pin(ref)通过在线求解电路方程组或查表本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种构网型变流器低电压穿越控制方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种构网型变流器低电压穿越控制方法，其特征在于，所述构网型变流器包括有功-频率控制模块与无功-电压控制模块；根据有功-频率控制模块得到的相位角与无功-电压控制模块得到的电压幅值参考值确定最终的电压输出；所得电压直接经过PWM模块控制变流器的工作，或通过电压-电流双闭环控制后再经过PWM模块控制变流器的工作。
3.根据权利要求2所述的一种构网型变流器低电压穿越控制方法，其特征在于，所述有功-频率控制模块包括：调速器模块、摆动方程模块；
4.根据权利要求3所述的一种构网型变流器低电压穿越控制方法，其特征在于，所述有功-频率控制模块还包括阻尼模块；
5.根据权利要求1所述的一种构网型变流器低电压穿越控制方法，其特征在于，所述构网型变流器的工作模式包括如下情况：
6.根据权利要求5所述的一种构网型变流器低电压穿越控制方法，其特征在于，所述构网型变流器低电压穿越的工作模式依据电网电压Vg的跌落程度进行划分，通过计算得到各工作模式的边界值，包括：p>
7.根据权利要求6所述的一种构网型变流器低电压穿越控制方法，其特征在于，所述电网电压Vg的跌落程度分界值VgF1、VgF2、VgF3通过在给定公共耦合点电压支撑目标与允许输出电流最大值的条件下，求解电路方程组得到。
8.根据权利要求1所述的一种构网型变流器低电压穿越控制方法，其特征在于，所述在控制策略中更新相应的参考值，包括：
9.根据权利要求1所述的一种构网型变流器低电压穿越控制方法，其特征在于，所述的构网型变流器还并联有跟网型变流器；
10.一种构网型变流器低电压穿越控制系统，其特征在于，包括：
11.一种电子设备，其特征在于，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权利要求1-9任一项所述构网型变流器低电压穿越控制方法。
12.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-9任一项所述构网型变流器低电压穿越控制方法。
...【技术特征摘要】
1.一种构网型变流器低电压穿越控制方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种构网型变流器低电压穿越控制方法，其特征在于，所述构网型变流器包括有功-频率控制模块与无功-电压控制模块；根据有功-频率控制模块得到的相位角与无功-电压控制模块得到的电压幅值参考值确定最终的电压输出；所得电压直接经过pwm模块控制变流器的工作，或通过电压-电流双闭环控制后再经过pwm模块控制变流器的工作。
3.根据权利要求2所述的一种构网型变流器低电压穿越控制方法，其特征在于，所述有功-频率控制模块包括：调速器模块、摆动方程模块；
4.根据权利要求3所述的一种构网型变流器低电压穿越控制方法，其特征在于，所述有功-频率控制模块还包括阻尼模块；
5.根据权利要求1所述的一种构网型变流器低电压穿越控制方法，其特征在于，所述构网型变流器的工作模式包括如下情况：
6.根据权利要求5所述的一种构网型变流器低电压穿越控制方法，其特征在于，所述构网型变流器低电压穿越的工作模式依据电网电压vg的跌落程度进行划分，通过计算得到各工作...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘佳，李璨宇，刘进军，韩刚，熊亮雳，游力，康逸群，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：
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