System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种构网型变流器暂态电压与功角稳定性增强方法及系统技术方案_技高网
当前位置: 首页 > 专利查询>山东大学专利>正文

一种构网型变流器暂态电压与功角稳定性增强方法及系统技术方案

技术编号:43912601 阅读:3 留言:0更新日期:2025-01-03 13:20
本发明专利技术公开了一种构网型变流器暂态电压与功角稳定性增强方法及系统,属于电力电子技术领域。本发明专利技术方法的核心是构网型变流器无功功率控制器的改进设计。暂态工况时,实现无功功率控制模式的切换,将无功功率由PI控制切换为电压控制模式,避免暂态电压失稳导致的电压持续减小现象。同时,保证设定的电压值能够保证有功功率正常传输,避免暂态功角失稳现象。本发明专利技术提出的方法能够实现变流器的暂态电压与功角稳定性同时增强,显著减少电网故障导致的暂态失稳情况。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力电子,尤其涉及一种构网型变流器暂态电压与功角稳定性增强方法及系统


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、新能源主要通过电力电子变流器并网。然而,并网变流器大规模取代同步发电机,使电网稳定性趋于恶化。其原因是主流并网变流器通常以跟网模式运行,跟网型变流器等效为受控电流源,存在以下原理性缺陷:(1) 无法独立运行,(2) 难以提供惯量,(3) 调频/调压能力弱,(4) 弱网同步易失稳。为克服以上缺陷,构网型变流器已成为最合适解决方案。构网型变流器等效为受控电压源,具有以下优势:(1)能够独立运行,(2)灵活提供惯量(3)调频/调压能力强,(4)弱网稳定性好。

3、构网型变流器相比于同步机具有更为灵活的无功控制方式。构网型变流器的无功控制模式包括:恒无功模型、恒功率因数模式、无功-电压下垂模式,恒电压模式。其中恒无功模式与恒功率因数模式基于无功功率pi控制实现。然而,在电网故障期间,现有方法仅关注构网型变流器有功功率控制引起的暂态功角失稳问题,而忽略无功功率控制引起的暂态电压失稳问题,导致变流器故障穿越易失败。


技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足,本专利技术的目的是提供一种构网型变流器暂态电压与功角稳定性增强方法及系统,能够实现变流器的暂态电压与功角稳定性同时增强,显著减少电网故障导致的暂态失稳情况。

2、为了实现上述目的,本专利技术是通过如下的技术方案来实现:

3、本专利技术第一方面提供了一种构网型变流器暂态电压与功角稳定性增强方法,包括以下步骤:

4、获取构网型变流器运行状态,根据构网型变流器运行状态构建构网型变流器并网模型;

5、根据构网型变流器并网模型基于构网型变流器的暂态电压失稳机理和暂态功角失稳机理构建构网型变流器控制模型,其中构网型变流器控制模型包括无功功率控制暂态模式切换单元;

6、利用无功功率控制暂态模式切换单元根据构网型变流器的运行状态的动态变化进行模式切换,利用电压控制抑制暂态电压与功角失稳,从而实现稳定性的增强。

7、进一步的,利用暂态电压失稳机理计算pi控制策略下故障前后无功功率吸收极限,从而识别暂态电压失稳。

8、进一步的,利用暂态功角失稳机理计算下垂控制策略下有功功率传输极限,从而识别暂态功角失稳。

9、进一步的,正常运行时,构网型变流器采用无功功率pi控制,实现恒无功功率控制或恒功率因数控制;暂态工况时,无功功率pi控制切换为电压控制模式,设置电压控制参考值,根据电压控制参考值调整电压控制值,避免了无功功率pi控制引起的暂态电压失稳现象。

10、更进一步的,避免有功功率下垂控制引起的暂态功角失稳现象,电压控制值需满足:

11、,

12、其中,为电压控制值,表示传输线路的电抗,为构网型变流器输出的有功功率的参考值,表示电网的电压幅值。

13、本专利技术第二方面提供了一种构网型变流器暂态电压与功角稳定性增强系统,包括:

14、模型构建模块,被配置为获取构网型变流器运行状态,根据构网型变流器运行状态构建构网型变流器并网模型;

15、控制设计模块,被配置为根据构网型变流器并网模型基于构网型变流器的暂态电压失稳机理和暂态功角失稳机理构建构网型变流器控制模型,其中构网型变流器控制模型包括无功功率控制暂态模式切换单元;

16、模式切换模块,被配置为利用无功功率控制暂态模式切换单元根据构网型变流器的运行状态的动态变化进行模式切换,利用电压控制抑制暂态电压与功角失稳,从而实现稳定性的增强。

17、进一步的,控制设计模块包括暂态电压失稳模块,被配置为利用暂态电压失稳机理计算pi控制策略下故障前后无功功率吸收极限,从而识别暂态电压失稳。

18、进一步的,控制设计模块包括暂态功角失稳模块,被配置为利用暂态功角失稳机理计算下垂控制策略下有功功率传输极限,从而识别暂态功角失稳。

19、进一步的,模式切换模块中,正常运行时,构网型变流器采用无功功率pi控制,实现恒无功功率控制或恒功率因数控制;暂态工况时,无功功率pi控制切换为电压控制模式,设置电压控制参考值,根据电压控制参考值调整电压控制值,避免了无功功率pi控制引起的暂态电压失稳现象。

20、更进一步的,模式切换模块中,避免有功功率下垂控制引起的暂态功角失稳现象,电压控制值需满足:

21、,

22、其中,为电压控制值,表示传输线路的电抗,为构网型变流器输出的有功功率的参考值,表示电网的电压幅值。

23、以上一个或多个技术方案存在以下有益效果:

24、本专利技术公开了一种构网型变流器暂态电压与功角稳定性增强方法及系统,暂态工况时,实现无功功率控制模式的切换,将无功功率由pi控制切换为电压控制模式,避免暂态电压失稳导致的电压持续减小现象。同时,保证设定的电压值能够保证有功功率正常传输,避免暂态功角失稳现象。因此,本专利技术提出的方法能够同时兼顾构网型变流器的暂态电压与功角稳定性,实现变流器的暂态电压与功角稳定性同时增强,帮助变流器成功实现故障穿越,显著减少电网故障导致的暂态失稳情况。

25、本专利技术提出的方法无附加硬件成本,实现简单,反应迅速,效果明显,易于拓展与应用。

26、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】

1.一种构网型变流器暂态电压与功角稳定性增强方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.如权利要求1所述的构网型变流器暂态电压与功角稳定性增强方法,其特征在于,利用暂态电压失稳机理计算PI控制策略下故障前后无功功率吸收极限,从而识别暂态电压失稳。

3.如权利要求1所述的构网型变流器暂态电压与功角稳定性增强方法,其特征在于,利用暂态功角失稳机理计算下垂控制策略下有功功率传输极限,从而识别暂态功角失稳。

4.如权利要求1所述的构网型变流器暂态电压与功角稳定性增强方法,其特征在于,正常运行时,构网型变流器采用无功功率PI控制,实现恒无功功率控制或恒功率因数控制;暂态工况时,无功功率PI控制切换为电压控制模式,设置电压控制参考值,根据电压控制参考值调整电压控制值,避免了无功功率PI控制引起的暂态电压失稳现象。

5.如权利要求4所述的构网型变流器暂态电压与功角稳定性增强方法,其特征在于,避免有功功率下垂控制引起的暂态功角失稳现象,电压控制值需满足:

6.一种构网型变流器暂态电压与功角稳定性增强系统,其特征在于,包括:

7.如权利要求6所述的构网型变流器暂态电压与功角稳定性增强系统,其特征在于,控制设计模块包括暂态电压失稳模块,被配置为利用暂态电压失稳机理计算PI控制策略下故障前后无功功率吸收极限,从而识别暂态电压失稳。

8.如权利要求6所述的构网型变流器暂态电压与功角稳定性增强系统,其特征在于,控制设计模块包括暂态功角失稳模块,被配置为利用暂态功角失稳机理计算下垂控制策略下有功功率传输极限,从而识别暂态功角失稳。

9.如权利要求6所述的构网型变流器暂态电压与功角稳定性增强系统,其特征在于,模式切换模块中,正常运行时,构网型变流器采用无功功率PI控制,实现恒无功功率控制或恒功率因数控制;暂态工况时,无功功率PI控制切换为电压控制模式,设置电压控制参考值,根据电压控制参考值调整电压控制值,避免了无功功率PI控制引起的暂态电压失稳现象。

10.如权利要求9所述的构网型变流器暂态电压与功角稳定性增强系统,其特征在于,模式切换模块中,避免有功功率下垂控制引起的暂态功角失稳现象,电压控制值需满足:

...

【技术特征摘要】

1.一种构网型变流器暂态电压与功角稳定性增强方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.如权利要求1所述的构网型变流器暂态电压与功角稳定性增强方法,其特征在于,利用暂态电压失稳机理计算pi控制策略下故障前后无功功率吸收极限,从而识别暂态电压失稳。

3.如权利要求1所述的构网型变流器暂态电压与功角稳定性增强方法,其特征在于,利用暂态功角失稳机理计算下垂控制策略下有功功率传输极限,从而识别暂态功角失稳。

4.如权利要求1所述的构网型变流器暂态电压与功角稳定性增强方法,其特征在于,正常运行时,构网型变流器采用无功功率pi控制,实现恒无功功率控制或恒功率因数控制;暂态工况时,无功功率pi控制切换为电压控制模式,设置电压控制参考值,根据电压控制参考值调整电压控制值,避免了无功功率pi控制引起的暂态电压失稳现象。

5.如权利要求4所述的构网型变流器暂态电压与功角稳定性增强方法,其特征在于,避免有功功率下垂控制引起的暂态功角失稳现象,电压控制值需满足:

6.一种构网型变流器暂态电压与功角稳定性增强系统...

【专利技术属性】
技术研发人员:方旌扬司文佳刘晨鸣马千里许涛田昊高峰张承慧
申请(专利权)人:山东大学
类型:发明
国别省市:

网友询问留言 已有0条评论
  • 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。

1