本发明专利技术公开一种基于q轴电压反馈的变流器锁相同步稳定控制方法及系统，包括：获取q轴并网点电压和d轴电流和q轴电流；根据q轴并网点电压经前馈控制后，得到d轴电流指令变化值，根据d轴电流指令变化值和d轴电流稳态值，得到d轴电流参考值；根据d轴电流参考值和d轴电流，经负反馈调节，得到d轴电势，根据q轴电流参考值和q轴电流，经负反馈调节，得到q轴电势；根据d轴电势和q轴电势经坐标变换后，得到用于控制并网变流器动作的调制信号。通过附加对q轴并网点滤波电压和d轴电流指令变化值的控制环节，增加阻尼，减缓PLL的加速过程，提升并网变流器故障穿越过程中的锁相同步稳定性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及变流器控制，特别是涉及一种基于q轴电压反馈的变流器锁相同步稳定控制方法及系统。
技术介绍
1、本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
2、跟网型变流器主要采用矢量控制，通过利用锁相环(phase-locked loop，pll)测量的并网点电压进行矢量定向，实现系统输出有功、无功功率的解耦控制。在故障穿越期间，电网电压的跌落会导致并网变流器和电网之间的有功传输容量降低，并网变流器会面临由于有功越限造成的锁相同步失稳的风险，锁相同步失稳会导致并网变流器大面积脱网。
3、要保证锁相同步稳定有两个条件：一是并网变流器在故障穿越期间存在稳定平衡点(stable equilibrium point，sep)，即系统是静态稳定的；二是并网变流器在pll的动态过程中，系统运行点能够过渡到sep处，即系统是暂态稳定(同步稳定)的。
4、针对静态电压稳定性，在故障穿越期间可以设置合适的电流指令值以保证sep存在。目前并网变流器故障持续期间保证sep存在的控制可以分为在电网电压跌落时闭锁pll、基于pll频率变化来调节有功电流参考值与基于故障期间电网戴维南等值参数调节电流指令三种方式，能够较好解决sep存在的问题。
5、但是针对暂态电压稳定性，当前研究表明锁相同步动态过程主要与pll的动态相关。当前对于改善暂态稳定性的研究主要有以下两个方面：其一，在故障穿越动态过程中闭锁pll积分环节；其二，优化pll控制参数，减小积分环节增益或增大比例环节增益。</p>6、然而，积分环节增益的减小会导致pll锁相过程变慢，不利于系统的稳定运行。而采取固定有功电流指令值的控制策略会导致并网变流器在pll动态过程中系统运行点不能过渡到sep点处，进而引发锁相同步失稳的风险，造成端电压的振荡，其本质原因在于pll的加速面积大于减速面积。
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本专利技术提出了一种基于q轴电压反馈的变流器锁相同步稳定控制方法及系统，通过附加对q轴并网点滤波电压和d轴电流指令变化值的控制环节，增加阻尼，减缓pll的加速过程，提升并网变流器故障穿越过程中的锁相同步稳定性。
2、为了实现上述目的，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基于q轴电压反馈的变流器锁相同步稳定控制方法，包括：
4、获取q轴并网点电压和d轴电流和q轴电流；
5、根据q轴并网点电压经前馈控制后，得到d轴电流指令变化值，根据d轴电流指令变化值和d轴电流稳态值，得到d轴电流参考值；
6、根据d轴电流参考值和d轴电流，经负反馈调节，得到d轴电势，根据q轴电流参考值和q轴电流，经负反馈调节，得到q轴电势；
7、根据d轴电势和q轴电势经坐标变换后，得到用于控制并网变流器动作的调制信号。
8、作为可选择的实施方式，所述前馈控制的过程包括：对q轴并网点电压进行滤波，根据得到的q轴并网点滤波电压和下垂系数得到d轴电流指令变化值；将d轴电流指令变化值和d轴电流稳态值相加得到d轴电流参考值。
9、作为可选择的实施方式，q轴并网点滤波电压和d轴电流指令变化值具体为：
10、
11、式中，uq为q轴并网点电压；uq′为q轴并网点滤波电压；ts为时间常数；kuq为d轴电流指令变化值与q轴并网点滤波电压间的下垂系数。
12、作为可选择的实施方式，所述锁相同步稳定控制方法还包括附加前馈控制后的并网变流器锁相环运动方程为：
13、
14、式中，δωpllp和δωplli分别为锁相环的比例环节和积分环节；kp和ki分别为锁相环的pi控制器的比例系数和积分系数；id为d轴电流；id0为d轴电流稳态值；ωn为基准频率；e为交流电网内电势，r和l分别为交流电网的电阻和电感；为q轴并网点电压uq的一阶滤波值；t为时间常数；δ为dq坐标系相对于dq坐标系的角度；为角度的一阶导数；kuq为d轴电流指令变化值与q轴并网点滤波电压间的下垂系数；uq′为q轴并网点滤波电压。
15、作为可选择的实施方式，基于锁相环运动方程，以δ、δωplli和uq′为状态变量，得到状态空间方程为：
16、
17、
18、
19、作为可选择的实施方式，根据d轴电势和q轴电势，进行dq坐标系到三相坐标系间的坐标变换后，得到三相坐标系上的电势，由此得到用于控制并网变流器动作的调制信号。
20、第二方面，本专利技术提供一种基于q轴电压反馈的变流器锁相同步稳定控制系统，包括：
21、获取模块，被配置为获取q轴并网点电压和d轴电流和q轴电流；
22、前馈控制模块，被配置为根据q轴并网点电压经前馈控制后，得到d轴电流指令变化值，根据d轴电流指令变化值和d轴电流稳态值，得到d轴电流参考值；
23、负反馈调节模块，被配置为根据d轴电流参考值和d轴电流，经负反馈调节，得到d轴电势，根据q轴电流参考值和q轴电流，经负反馈调节，得到q轴电势；
24、稳定控制模块，被配置为根据d轴电势和q轴电势经坐标变换后，得到用于控制并网变流器动作的调制信号。
25、第三方面，本专利技术提供一种电子设备，包括存储器和处理器以及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机指令，所述计算机指令被处理器运行时，完成第一方面所述的方法。
26、第四方面，本专利技术提供一种计算机可读存储介质，用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时，完成第一方面所述的方法。
27、第五方面，本专利技术提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现完成第一方面所述的方法。
28、与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
29、针对sep存在，但在pll动态过程中不能过渡到sep点处的问题，本专利技术提供了一种新的并网变流器故障穿越期间的锁相同步稳定控制方法，与有功电流指令按固定值给定的控制策略相比，通过附加对q轴并网点滤波电压和d轴电流指令变化值的负反馈控制环节，在动态过程中能够过渡到sep点处，显著增强了pll的暂态稳定性，此外，附加前馈控制本质上相当于增加阻尼，减缓pll的加速过程，使得pll在故障发生后可以更快地过渡到sep点处，从而提升并网变流器故障穿越过程中的锁相同步稳定性。
30、本专利技术附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于q轴电压反馈的变流器锁相同步稳定控制方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的一种基于q轴电压反馈的变流器锁相同步稳定控制方法，其特征在于，所述前馈控制的过程包括：对q轴并网点电压进行滤波，根据得到的q轴并网点滤波电压和下垂系数得到d轴电流指令变化值；将d轴电流指令变化值和d轴电流稳态值相加得到d轴电流参考值。
3.如权利要求2所述的一种基于q轴电压反馈的变流器锁相同步稳定控制方法，其特征在于，q轴并网点滤波电压和d轴电流指令变化值具体为：
4.如权利要求1所述的一种基于q轴电压反馈的变流器锁相同步稳定控制方法，其特征在于，所述锁相同步稳定控制方法还包括附加前馈控制后的并网变流器锁相环运动方程为：
5.如权利要求4所述的一种基于q轴电压反馈的变流器锁相同步稳定控制方法，其特征在于，基于锁相环运动方程，以δ、ΔωPLLi和Uq′为状态变量，得到状态空间方程为：
6.如权利要求1所述的一种基于q轴电压反馈的变流器锁相同步稳定控制方法，其特征在于，根据d轴电势和q轴电势，进行dq坐标系到三相坐标系间的坐标变换后，得到三相坐标系上的电势，由此得到用于控制并网变流器动作的调制信号。
7.一种基于q轴电压反馈的变流器锁相同步稳定控制系统，其特征在于，包括：
8.一种电子设备，其特征在于，包括存储器和处理器以及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机指令，所述计算机指令被处理器运行时，完成权利要求1-6任一项所述的方法。
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时，完成权利要求1-6任一项所述的方法。
10.一种计算机程序产品，其特征在于，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现完成权利要求1-6任一项所述的方法。
...
【技术特征摘要】
1.一种基于q轴电压反馈的变流器锁相同步稳定控制方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的一种基于q轴电压反馈的变流器锁相同步稳定控制方法，其特征在于，所述前馈控制的过程包括：对q轴并网点电压进行滤波，根据得到的q轴并网点滤波电压和下垂系数得到d轴电流指令变化值；将d轴电流指令变化值和d轴电流稳态值相加得到d轴电流参考值。
3.如权利要求2所述的一种基于q轴电压反馈的变流器锁相同步稳定控制方法，其特征在于，q轴并网点滤波电压和d轴电流指令变化值具体为：
4.如权利要求1所述的一种基于q轴电压反馈的变流器锁相同步稳定控制方法，其特征在于，所述锁相同步稳定控制方法还包括附加前馈控制后的并网变流器锁相环运动方程为：
5.如权利要求4所述的一种基于q轴电压反馈的变流器锁相同步稳定控制方法，其特征在于，基于锁相环运动方程，以δ、δωplli和uq′...
【专利技术属性】
技术研发人员：丁磊，王志浩，刘露，任子雨，朱国防，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。