【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及微电网故障穿越，具体涉及一种柔性限流器的多目标控制方法。
技术介绍
1、在发生灾害情况下，保证重要负荷的持续供电，是电网可靠性研究的一个重点内容。近年来，随着分布式电源装机容量的增长，具有即插即用优势的应急型微电网及其相关技术成为了研究热点，利用应急型微电网进行配网重构，克服了传统配网重构方案因失去外部电源而失效的缺点，能够为重要负荷提供持续性供电。然而，当外部电网发生故障时，微电网出于自身保护的需要将转换为孤岛运行状态，这不符合灾害下重构配网的弹性要求，因此，微电网应具备一定的故障穿越能力，减少脱网事件的发生。
2、故障限流器因其具有灵活可控性，能够实现调压、限流，提高微网故障穿越能力，且不改变电网结构等优点，因此受到国内外广泛关注。但现有的故障限流器，如超导型限流器因存在着对散热系统依赖性高、动作后恢复时间长等问题，固态型限流器因受限于电力电子器件的耐压和耐流水平等原因，均无法得以广泛应用。随着多级联型变流器的发展，级联h桥型结构的柔性限流器被证实具有更加宽泛的应用前景，其具有的容量大、输出特性好、控制灵活等优势，更加契合灾害下应急型微网的故障穿越场景。
3、逆变器型电力电子设备的控制往往通过锁相环提取控制电量信息，但基于反馈控制的锁相环技术存在着抗干扰能力弱和动态性能差等问题，不适用于电力电子化重构配电网，相比较而言，无锁相环方案则具有优良的抗扰动性以及快速响应能力。现有基于给定频率的无锁相环方案未考虑电网实际频率偏差的影响，或者通过无功反馈进行频率矫正，前者适用性受限，而后者未能去除
4、谐波分次补偿策略常用于不平衡分量以及谐波分量的抑制，该方法具有输出波形质量优、针对性强等优势，但对于每一次谐波而言，都需要设计双环控制策略，随着谐波量的增加带来参数整定困难以及动态响应慢等问题，不利于谐波抑制功能的扩展。
5、综上，需要研究应急型微网在谐波不平衡复杂工况下的故障穿越方法，为灾害性停电事故提供一种可行的解决方案。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种柔性限流器的多目标控制策略，实现对pcc的调压、限流以及有源滤波功能，为提高应急型微网在复杂工况下的故障穿越能力提供一种新思路。
2、为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、一种应急型微网在不对称与谐波环境下的故障穿越方法，包括以下步骤：
4、将chb-ffcl通过耦合电容串联接入外部电网与pcc之间，将其视为一幅值和相角均可控的受控电压源，基于叠加原理与对称分量原理，辅助应急型微网实现故障穿越；
5、参考解耦双同步参考坐标系锁相环(decoupled double synchronous referenceframe phase-locked loop,ddsrf-pll)原理，在多同步旋转坐标系下，直接给定dq+1坐标系的旋转角频率等于电网工频对应值，使其达到同步条件，应用解耦网络，实现无锁相环提取得到各次电量的dq轴直流分量，作为柔性限流器完全补偿控制策略的受控量；
6、针对频率偏差问题，推导频率矫正量的计算式，基于迭代法，实现无需反馈控制环路对旋转坐标系的给定频率进行自适应矫正；
7、以抑制负序和谐波分量幅值为目标，设计基于幅值反馈的pi控制环路，通过限流器输出电压矢量的幅值与其d轴分量关系，给出限流器输出的dq轴分量计算式，以确保输出矢量的方向与故障电压矢量方向相反；
8、应用上述所提具有频率自适应矫正能力的无锁相环方案提取各次电量的dq轴直流分量，对负序与谐波分量采用基于幅值反馈的改进双环控制策略，而正序基波分量采用典型双环控制方案，据此设计柔性限流器的多目标控制策略，辅助应急型微网在不对称与谐波环境下实现故障穿越。
9、进一步的，所述基于叠加原理与对称分量原理，应用chb-ffcl辅助应急型微网实现故障穿越，具体如下：
10、(1)调压基本原理：
11、微网并网系统中外部电网发生故障，未接入chb-ffcl进行补偿时的pcc电压即为故障点f电压：
12、
13、补偿后pcc电压表达式为：
14、
15、式中，为chb-ffcl接入前，外部电网故障时pcc的电压，在不考虑短路点f与pcc间的线路阻抗时，其值为短路点f电压值；为chb-ffcl输出电压；为chb-ffcl输出电压；
16、通过调节的幅值与相位，以此实现对pcc电压矢量的调节；
17、(2)限流基本原理
18、以故障点f发生bc两相短路为例，补偿前故障相短路电流表达式为：
19、
20、式中：
21、
22、分别为b、c两相线路的故障电流；分别为故障点的正序和负序电流；为未发生故障时，f点开路电压；z∑(1)、z∑(2)分别为从故障点f看入的正序和负序等效阻抗；
23、故障时chb-ffcl投入，相当于在线路中串联一个大小为k倍方向与电源电压相反的电压源，此时故障点f开口电压减低为原来的1-k倍，则补偿后故障相短路电流减小为：
24、
25、式中：
26、
27、分别为b、c两相线路的故障电流；分别为故障点的正序和负序电流；为未发生故障时，f点开路电压；z∑(1)、z∑(2)分别为从故障点f看入的正序和负序等效阻抗；k为等效电压源幅值相对于电源电压的比例系数，取值为[0,1]；
28、(3)有源滤波原理
29、根据对称分量法，不考虑零序分量情况下，任意不平衡分量可分解成正序、负序各自三相对称分量组成，而各次谐波分量亦属于正序或负序分量，通过控制chb-ffcl输出电压，产生与负序基波和谐波分量相反的电压矢量进行补偿，实现有源滤波功能。
30、进一步的，所述基于无锁相环的chb-ffcl完全补偿控制方案，具体如下：以故障电流为例进行阐述，电压具有相同形式，根据对称分量法，含有特定次谐波的三相不平衡电流表达式为：
31、
32、式中，所有参数的上标+1、-1、x分别代表正序基波、负序基波与x次谐波分量(x为绝对值不等于1的整数，正号代表正序，负号代表负序)；i为电流幅值，上标代表其对应的次数；ω为正序基波分量的角频率；φ为电流初相角，上标代表其对应的次数；
33、经过各次park变换得到各次dq轴分量表达式如下：
34、
35、式中，θ'＝ω't，ω'为dq+1坐标系的旋转角速度；ω为正序基波分量的角频率；所有参数上标+1、-1、x分别代表正序基波、负序基波与x次谐波分量(x为绝对值不等于1的整数，正号代表正序，负号代表负序)；i为电流幅值，上标代表其对应的次数；φ为电流初相角，上标代表其对应的次数；[p+1]、[p-1]和[px]分别为正序基波、负序基波和x次谐波的p本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种应急型微网在不对称与谐波环境下的故障穿越方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种应急型微网在不对称与谐波环境下的故障穿越方法，其特征在于，基于叠加原理与对称分量原理，将CHB-FFCL的输出用于对PCC电压电流进行补偿，具体如下：
3.根据权利要求1或权利要求2所述的一种应急型微网在不对称与谐波环境下的故障穿越方法，其特征在于，CHB-FFCL逆变输出端采用电容串联耦合代替变压器接入电网，具体如下：
4.根据权利要求3所述的一种应急型微网在不对称与谐波环境下的故障穿越方法，其特征在于，所述在多同步旋转坐标系下，通过给定基波同步旋转坐标轴的旋转角频率与电网工频对应角频率相等，实现无锁相环提取正序基波、负序基波和其他谐波在各自同步旋转坐标系下的dq轴直流分量，作为CHB-FFCL的控制指令目标值，具体如下：
5.根据权利要求4所述的一种应急型微网在不对称与谐波环境下的故障穿越方法，其特征在于，基于迭代法的旋转坐标系给定频率的自适应矫正方法，具体为：
6.根据权利要求5所述的一种应急型微网在不对称
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种应急型微网在不对称与谐波环境下的故障穿越方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种应急型微网在不对称与谐波环境下的故障穿越方法，其特征在于，基于叠加原理与对称分量原理，将chb-ffcl的输出用于对pcc电压电流进行补偿，具体如下：
3.根据权利要求1或权利要求2所述的一种应急型微网在不对称与谐波环境下的故障穿越方法，其特征在于，chb-ffcl逆变输出端采用电容串联耦合代替变压器接入电网，具体如下：
4.根据权利要求3所述的一种应急型微网在不对称与谐波环境下的故障穿越方法，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：瞿波，夏帅，李鑫，项兴尧，张萍，王丹，柯赛，
申请(专利权)人：国网湖北省电力有限公司十堰供电公司，
类型：发明
国别省市：
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