【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于变流器控制，具体是一种基于自适应虚拟阻抗的构网型变流器限流方法。
技术介绍
1、为实现稳定的新能源并网系统，应充分解决并网变流器的控制设计问题。目前，并网变流器主要有两种基本控制类型：构网型和跟网型。其中,采用跟网型控制的变流器无法支撑电网电压，且无法独立离网运行，难以适应未来电力系统的“双高”特征发展趋势。因而具有电压源特性、能够适用于多种工况并为电力系统提供电压和频率支持的构网型变流器成为研究领域的焦点。
2、典型的构网型变流器控制结构如图1所示。对于有功-频率控制，典型的控制方案有基本下垂控制、广义下垂控制、虚拟同步机(virtual synchronous generator,vsg)控制、synchronverter控制、功率同步控制、虚拟振荡器控制等。
3、对于无功-电压及内环控制，典型的控制方案有基于无功功率环的控制、基于电压/电流双环的控制和基于电压有效值单环的控制。其中，基于电压/电流双环的控制由于具有更好的电流调节能力、更高的电能质量和与电网跟随控制的更好兼容性而被广泛使用，但该控制方案的模型复杂度较高且需要较多控制器协同工作，其控制结构如图2所示。与电压/电流双环控制相比，基于无功功率单环控制的构网型变流器具有更佳的参数鲁棒性、更低的模型复杂度、更小的母线电压偏移以及更平衡的无功分配；基于电压有效值单环控制的构网型变流器具有较大的小信号稳定性边界、更简单的控制结构。二者的控制结构分别如图3、4所示。然而，上述两种单环控制方案由于缺少电流环，无法通过电流指令限幅来限制输出
4、此外，现有的研究大多是为一个或几个特定故障场景而设计构网型变流器限流方法，很少有研究提出适用于任何给定故障条件的限流方法。因而，亟需提出一种能够适用于并网、孤岛模式下多种工况的基于虚拟阻抗的构网型变流器限流方法。
技术实现思路
1、为了克服上述现有技术的不足，提出了一种基于自适应虚拟阻抗的构网型变流器限流方法及系统。该方法能够有效抑制故障电流，并将电流精确地限制在电流限幅值，其控制结构简单，不依赖于电网侧信息，无需复杂的故障检测、模式切换与场景判断，同时适用于并网、孤岛模式下的多种工况。
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，本专利技术提供本专利技术提供一种基于自适应虚拟阻抗的构网型变流器限流方法，包括：
4、在构网型变流器输出电流有效值超过过电流阈值ith时，增加虚拟阻抗进行限流；
5、所增加的虚拟阻抗的电阻部分用于快速地抑制过流故障开始时(即次暂态阶段)的浪涌电流分量；
6、所增加的虚拟阻抗的电抗部分，用于精确地将过流故障暂态阶段(即浪涌电流衰减后的准稳态阶段)的电流有效值限制在电流限幅值。
7、作为本专利技术进一步改进，所述自适应虚拟阻抗限流适用于各种不同的无功及电压控制方法，包括但不限于以下三种：
8、方法一是基于电压电流双闭环的构网型控制，其包括q-v下垂控制和电压环及电流环；
9、方法二是基于无功功率单环的控制方法，其包括v-q下垂控制及无功功率环控制；
10、方法三是基于电压有效值单环的控制方法，其主要包括q-v下垂控制及电压有效值单环。
11、作为本专利技术进一步改进，所述自适应虚拟阻抗限流方法应用于各种不同的无功及电压控制方法，包括但不限于：
12、自适应虚拟阻抗限流方法应用于电压电流双闭环控制时，在αβ坐标系或dq坐标系中，通过输出电流与虚拟阻抗计算得出虚拟阻抗两端的电压降vzv，然后使用虚拟内电势e减去虚拟阻抗两端的电压降vzv而得到变流器输出电压指令值vref，从而进行电压环控制；
13、自适应虚拟阻抗限流方法应用于无功功率单环或电压有效值单环控制时，在αβ坐标系或dq坐标系中，通过输出电流与虚拟阻抗计算得出虚拟阻抗两端的电压降vzv，然后使用虚拟内电势e减去虚拟阻抗两端的电压降vzv而得到调制电压vpwm；
14、作为本专利技术进一步改进，所述自适应虚拟阻抗限流方法，所增加的虚拟阻抗的电阻部分(即次暂态限流虚拟电阻rsubtran)通过一个二维模糊控制器(即次暂态模糊控制器)生成。
15、作为本专利技术进一步改进，所述自适应虚拟阻抗限流方法，所增加的虚拟阻抗的电抗部分(即暂态限流虚拟电抗xtran)通过一个二维模糊pi控制器(即暂态模糊pi控制器)生成。
16、作为本专利技术进一步改进，所述生成虚拟阻抗的电阻部分的模糊控制器，通过设置模糊控制规则，在过流故障的次暂态阶段，利用模糊控制的快速性，依据故障电流特性生成次暂态限流虚拟电阻rsubtran以抑制浪涌电流分量，在浪涌电流分量被抑制后，次暂态限流虚拟电阻rsubtran快速调节为零。
17、作为本专利技术进一步改进，所述生成虚拟阻抗的电抗部分的模糊pi控制器，通过设置模糊控制规则，在过流故障的暂态阶段，生成暂态限流虚拟电抗xtran将故障电流的有效值精确地限制在电流限幅值ilim。
18、作为本专利技术进一步改进，所述生成虚拟阻抗的电阻部分的模糊控制器(即次暂态模糊控制器)，在αβ坐标系或dq坐标系中，计算输出电流iout、输出电流变化率diout/dt以及输出电流iout与电流限幅值ilim之间的误差εiout；
19、当变流器的输出电流iout不超过过电流阈值ith时，次暂态模糊控制器的输入变量与输出变量均为零。当变流器的输出电流iout超过过电流阈值ith时，将diout/dt与εiout作为次暂态模糊控制器的两个输入变量，通过次暂态模糊控制器的模糊化、模糊推理、解模糊化处理，最终输出次暂态限流虚拟电阻rsubtran。
20、作为本专利技术进一步改进，所述生成虚拟阻抗的电抗部分的模糊pi控制器(即暂态模糊pi控制器)，在αβ坐标系或dq坐标系中，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于自适应虚拟阻抗的构网型变流器限流方法，其特征在于，包括：在构网型变流器输出电流有效值超过过电流阈值Ith时，增加虚拟阻抗进行限流；
2.根据权利要求1所述的一种基于自适应虚拟阻抗的构网型变流器限流方法，其特征在于，所述自适应虚拟阻抗限流适用于各种不同的无功及电压控制方法，包括：
3.根据权利要求1所述的一种基于自适应虚拟阻抗的构网型变流器限流方法，其特征在于，当所述自适应虚拟阻抗限流方法用于电压电流双闭环控制时，在αβ坐标系或dq坐标系中，通过输出电流与虚拟阻抗计算得出虚拟阻抗两端的电压降VZv，然后使用虚拟内电势E减去虚拟阻抗两端的电压降VZv而得到变流器输出电压指令值Vref，从而进行电压环控制；
4.根据权利要求1所述的一种基于自适应虚拟阻抗的构网型变流器限流方法，其特征在于，所增加的虚拟阻抗的电阻部分通过一个二维模糊控制器生成。
5.根据权利要求4所述的一种基于自适应虚拟阻抗的构网型变流器限流方法，其特征在于，对于生成虚拟阻抗的电阻部分的模糊控制器，通过设置模糊控制规则，在过流故障的次暂态阶段，利用模糊控制的快速
6.根据权利要求1所述的一种基于自适应虚拟阻抗的构网型变流器限流方法，其特征在于，所增加的虚拟阻抗的电抗部分通过一个二维模糊PI控制器生成。
7.根据权利要求6所述的一种基于自适应虚拟阻抗的构网型变流器限流方法，其特征在于，对于生成虚拟阻抗的电抗部分的模糊PI控制器，通过设置模糊控制规则，在过流故障的暂态阶段，生成暂态限流虚拟电抗Xtran将故障电流的有效值精确地限制在电流限幅值Ilim。
8.根据权利要求4所述的一种基于自适应虚拟阻抗的构网型变流器限流方法，其特征在于，在αβ坐标系或dq坐标系中，计算输出电流Iout、输出电流变化率dIout/dt以及输出电流Iout与电流限幅值Ilim之间的误差εIout；
9.根据权利要求6所述的一种基于自适应虚拟阻抗的构网型变流器限流方法，其特征在于，在αβ坐标系或dq坐标系中，计算输出电流Iout、输出电流变化率dIout/dt以及输出电流Iout与电流限幅值Ilim之间的误差εIout；
10.一种基于自适应虚拟阻抗的构网型变流器限流系统，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种基于自适应虚拟阻抗的构网型变流器限流方法，其特征在于，包括：在构网型变流器输出电流有效值超过过电流阈值ith时，增加虚拟阻抗进行限流；
2.根据权利要求1所述的一种基于自适应虚拟阻抗的构网型变流器限流方法，其特征在于，所述自适应虚拟阻抗限流适用于各种不同的无功及电压控制方法，包括：
3.根据权利要求1所述的一种基于自适应虚拟阻抗的构网型变流器限流方法，其特征在于，当所述自适应虚拟阻抗限流方法用于电压电流双闭环控制时，在αβ坐标系或dq坐标系中，通过输出电流与虚拟阻抗计算得出虚拟阻抗两端的电压降vzv，然后使用虚拟内电势e减去虚拟阻抗两端的电压降vzv而得到变流器输出电压指令值vref，从而进行电压环控制；
4.根据权利要求1所述的一种基于自适应虚拟阻抗的构网型变流器限流方法，其特征在于，所增加的虚拟阻抗的电阻部分通过一个二维模糊控制器生成。
5.根据权利要求4所述的一种基于自适应虚拟阻抗的构网型变流器限流方法，其特征在于，对于生成虚拟阻抗的电阻部分的模糊控制器，通过设置模糊控制规则，在过流故障的次暂态阶段，利用模糊控制的快速性，依据故障电流特性生成次暂态限流虚拟电阻rsubtran以抑制浪涌...
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