【技术实现步骤摘要】
本公开涉及再生能源，尤其涉及一种构网型动态电压恢复器及其控制方法。
技术介绍
1、随着风电装机容量持续增长，大量风电功率通过高压柔直输电系统(hvdc)向外大规模输送。然而，当hvdc系统的逆变侧发生换相失败或是直流闭锁时，hvdc因自身结构特点将导致送端风电场母线发生“先低后高”的连续故障。目前风力发电机组大多具备低电压和高电压穿越能力，但在低、高压连续深度故障等复杂工况下，尤其是在低压转高压瞬间产生较大冲击，容易造成风电机组与电网解列，影响风电机组系统运行的稳定性。
技术实现思路
1、本公开实施例的目的在于提供一种构网型动态电压恢复器及其控制方法，用以解决现有技术中风电机组在低、高压连续深度故障等复杂工况下的稳定性降低的问题。
2、本公开的实施例采用如下技术方案：一种构网型动态电压恢复器，至少包括：三电平型逆变器、lc滤波电路、变压器以及断路器；其中，所述三电平型逆变器的输入端接入直流储能系统，所述三电平型逆变器的输出端与所述lc滤波电路连接后接入所述变压器的初级端，所述变压器的次级端通过所述断路器接入电网；所述三电平型逆变器至少包括公共开关单元和三相桥臂单元，通过公共开关单元中公共开关管的通断进行三电平型逆变器的工作模式切换，通过三相桥臂单元中桥臂开关管的通断进行三相三电平电位输出。
3、在一些实施例中，所述公共开关单元还包括第一电容和第二电容，所述公共开关管至少包括第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管，所述桥臂开关管至少包括第五开关管、第六
4、在一些实施例中，所述第一电容和所述第二电容的容值相同。
5、在一些实施例中，所述三电平型逆变器的每一相桥臂输出端均对应通过一组lc滤波电路、变压器和断路器与电网连接。
6、本公开实施例还提供了一种如上述的构网型动态电压恢复器的控制方法，至少包括：有功功率环节，模拟传统同步发电机的机械特性和下垂特性，根据电网实际角频率输出有功功率，实现电网相位同步；无功功率环节，模拟传统同步发电机的励磁调压功能，抑制电网电压波动，并输出桥臂电势幅值，并根据有功功率环节输出的有功功率所实现的功角变化与所述桥臂电势幅值相结合形成桥臂电势信号；虚拟阻抗环节，根据无功功率环节输出的桥臂电势信号输出电压参考值；电压-电流双闭环控制环节，根据虚拟阻抗环节输出的电压参考值，通过双闭环控制形成脉宽调制参考信号，通过脉宽调制驱动硬件电路实现pwm信号输出，以控制构网型动态电压恢复器中公共开关管和桥臂开关管的通断。
7、在一些实施例中，所述有功功率环节具体包括：有功-频率控制环节，模拟传统同步发电机的下垂特性，在电网实际角频率不为额定值的情况下，自动调整有功功率设定值，使输出的有功功率跟随给定值变化；机械环节，模拟传统同步发电机的机械特性，向逆变器输出提供惯量支撑。
8、在一些实施例中，所述无功功率环节具体包括：无功-频率控制环节，模拟传统同步发电机的下垂特性，当电网端电压发生变化时，在下垂特性作用下发出无功进行电压支撑；电气环节，通过积分环节调节逆变器输出桥臂电势幅值，并与有功功率环节输出的有功功率所实现的功角变化相结合，形成桥臂电势信号。
9、在一些实施例中，所述电压-电流双闭环控制环节具体包括：电压外环控制环节，将电压参考值与逆变器的电压实际输出值经过pi电压控制器调节，形成电流内环给定值；电流内环控制环节，将电流内环给定值与逆变器的电流实际输出值经过pi电流控制器调节，形成脉宽调制参考信号，通过脉宽调制驱动硬件电路实现pwm信号输出。
10、本公开实施例还提供了一种控制单元，至少包括处理器和存储器，所述存储器上存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器在执行所述存储器上的计算机程序时实现上述的构网型动态电压恢复器的控制方法的步骤。
11、本公开实施例还提供了一种风电机组系统，至少包括：风力发电机；背靠背逆变器；上述的构网型动态电压恢复器；上述的控制单元；以及，直流储能系统。
12、本公开实施例的有益效果在于：对动态电压恢复器进行结构改进，采用三电平型逆变器，降低其拓扑结构中开关管的数量，使其具有承受应力降低、损耗降低的特点；同时配合基于虚拟同步发电机的构网型控制技术，构建了动态电压恢复器的构网型控制策略，相比传统的控制方式不仅可以实现较好的动态电压补偿效果，由于模拟同步发电机外特性，还可实现惯量支撑和频率主动调节，具有较好的适应复杂工况的能力。
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1.一种构网型动态电压恢复器，其特征在于，至少包括：
2.根据权利要求1所述的构网型动态电压恢复器，其特征在于，所述公共开关单元还包括第一电容和第二电容，所述公共开关管至少包括第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管，所述桥臂开关管至少包括第五开关管、第六开关管、第七开关管、第八开关管、第九开关管和第十开关管；
3.根据权利要求2所述的构网型动态电压恢复器，其特征在于，所述第一电容和所述第二电容的容值相同。
4.根据权利要求2所述的构网型动态电压恢复器，其特征在于，所述三电平型逆变器的每一相桥臂输出端均对应通过一组LC滤波电路、变压器和断路器与电网连接。
5.一种如权利要求1至4中任一项所述的构网型动态电压恢复器的控制方法，其特征在于，至少包括：
6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，所述有功功率环节具体包括：
7.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，所述无功功率环节具体包括：
8.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，所述电压-电流双闭环控制环节具体包括：
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10.一种风电机组系统，其特征在于，至少包括：
...【技术特征摘要】
1.一种构网型动态电压恢复器，其特征在于，至少包括：
2.根据权利要求1所述的构网型动态电压恢复器，其特征在于，所述公共开关单元还包括第一电容和第二电容，所述公共开关管至少包括第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管，所述桥臂开关管至少包括第五开关管、第六开关管、第七开关管、第八开关管、第九开关管和第十开关管；
3.根据权利要求2所述的构网型动态电压恢复器，其特征在于，所述第一电容和所述第二电容的容值相同。
4.根据权利要求2所述的构网型动态电压恢复器，其特征在于，所述三电平型逆变器的每一相桥臂输出端均对应通过一组lc滤波电路、变压器和断路器与电网连接。
5.一种...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈建，任永峰，方琛智，贺彬，
申请(专利权)人：内蒙古工业大学，
类型：发明
国别省市：
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