【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开总体上涉及电力系统领域。具体而言，本公开涉及控制电力单元。
技术介绍
1、低频机电区域间(功率)振荡在电力系统和电网中很常见。这些功率振荡引起了人们对系统可靠运行的担忧。
2、耦合到电网的不同类型的电力单元，诸如同步电机、功率转换器、或风电场/风力发电厂可用于抑制这种区域间振荡。具体地，可以使用无功功率注入来调制电网和电力单元之间的连接点处的电压。该功能通常通过电力单元(通常称为功率振荡抑制(poweroscillation damping,pod)控制器)的辅助控制功能来实现。通常情况下，pod控制信号被增加到电力单元的交流电压调节器的电压参考值。因此，pod信号用于操纵电力单元的组合电压参考，以实现抑制。
3、近年来，对显示电压源行为(也称为构网(grid forming)行为)的功率转换器的要求越来越高。然而，对构网型功率转换器的要求，诸如稳定性和支持电网的宽范围短路比(short-circuit ratios,scr)，可能与常规的pod控制器不兼容。
4、例如，为了实现宽范围scr的稳定性能，构网型转换器的外部电压控制回路非常缓慢。另一方面，pod控制可能需要更快的响应时间来抵消电网中的功率振荡。
5、此外，在某些应用中，pod控制的目标是将pcc电压调制为与观察到的区域间振荡同相。然而，传统的pod控制器通常包括滤波器来生成pod输出。这些滤波器经常导致pod控制器的输入和输出之间存在相位差。电力单元控制回路可以在pod控制器贡献和在连接点处测量的实际输出电压调制
技术实现思路
1、因此，本专利技术的目的是克服至少一些上述缺点，并提供一种用于控制电力单元的改进方法和控制器。
2、这个目的和其他目的通过所附独立权利要求中定义的方法和设备来实现。其他实施例由从属权利要求限定。
3、根据本公开的第一方面，提供了一种用于控制在连接点处连接到电网的电力单元的方法。该方法包括基于电网中的功率振荡从pod控制器获取功率振荡抑制(pod)信号。该方法还包括基于在连接点处测量的第一电压测量值和第一电压参考值之间的差值或电网的估计短路比(scr)来确定增益值。该方法还包括将pod信号增加到电力单元调节器的输入信号，以从电力单元调节器获取中间参考信号。输入信号基于电网的参考值和电网的相应测量值。该方法还包括基于将pod信号与增益值的乘积增加到中间参考信号来确定组合参考信号，并使用所确定的组合参考信号操作电力单元以抑制电网中的功率振荡。
4、根据本公开的第二方面，提供了一种用于在连接点处连接到电网的电力单元的控制单元。控制单元包括电力单元调节器。控制单元被配置为基于电网中的功率振荡从pod控制器获取pod信号。控制单元还被配置为基于在连接点处测量的第一电压测量值和第一电压参考值之间的差值或电网的估计scr来确定增益值。控制单元还被配置为将pod信号增加到电力单元调节器的输入信号，以从电力单元调节器获取中间参考信号。输入信号基于电网的参考值和电网的相应测量值。控制单元还被配置为基于将pod信号与增益值的乘积和增加到中间参考信号来确定组合参考信号，并使用所确定的组合参考信号操作电力单元以抑制电网中的功率振荡。
5、连接点例如可以是公共耦合点(pcc)或耦合点(poc)。因此，在连接点处测量的第一电压测量值可以等于pcc电压。
6、pod信号例如可以是电压或无功功率信号。pod信号可以从pod控制器获取。这种pod控制器可以在电力单元的控制单元的外部。替代地，电力单元的控制单元可以包括pod控制器。
7、pod信号被增加到电力单元控制器的输入。电力单元控制器可以被配置为提供输出，即中间参考信号，该输出被确定为最小化由输入信号表示的误差。例如，误差可能是期望(参考)值与电网或电力单元的测量值之间的差值。将pod信号增加到电力单元控制器的输入可以提供中间参考信号，以使pod信号表示的功率振荡最小化。
8、然而，根据本控制方法和本控制单元，用于操作电力单元的参考信号，即组合参考信号，是进一步基于pod信号与增益的乘积确定的。例如，pod信号可以被向前反馈到组合参考信号。
9、具体地，通过将pod信号与增益值的乘积增加到中间参考信号来确定组合参考信号。因此，按适应性增益缩放的pod信号可能直接影响组合参考信号。这可以进一步减小组合参考信号和pod信号之间的相位差。
10、增益可以基于在连接点处测量的第一电压测量值和第一电压参考值之间的差值。对组合参考信号的确定的这种增加可以最小化pod信号和组合参考信号之间的相移。
11、第一参考电压可以是连接点处的期望电压。第一电压测量值和第一电压参考值之间的差值在下文中可以称为第一电压误差，因为它表示第一电压的期望值和实际(测量)值之间的差值。因此，可以基于第一电压误差适应性地改变增益。
12、替代地，增益可以基于电网的估计短路比(scr)。估计scr可以从专用的scr估计接收。这种scr估计器可以在电力单元的控制单元的外部。替代地，电力单元的控制单元可以包括scr估计器。
13、基于scr调整增益可以确保在宽范围的短路比(scr)下提供适当的抑制。例如，对于具有更高scr的电网，增益可能更高。
14、本公开的控制方法可以提供电网中的低频机电功率振荡被适当地抑制。在电力单元是构网型功率转换器的实施例中，功率振荡(或“振荡”)可以被抑制，同时保持转换器在宽范围scr下的电压源行为。本控制方法可以与并网控制兼容，而不会(或至少较少)与电压调节产生不希望的相互作用。此外，使用所提出的适应性pod，即使短路比变化很大，也可以通过实际振荡和电压调制之间的较小相位差来抑制振荡。
15、根据一些实施例，增益值的确定可以包括将第一电压测量值和第一电压参考值之间的差值或估计scr馈送到第一控制器中。该方法还可以包括基于来自第一控制器的输出来确定增益值。
16、根据一些实施例，控制单元可以包括第一控制器。控制单元还可以被配置为将第一电压测量值和第一电压参考值之间的差值或估计scr馈送到第一控制器中，并基于来自第一控制器的输出来确定增益值。
17、将信号(即，第一电压误差或估计scr)馈送到控制器中并且将增益基于控制器的输出，可以提供增益适应性的进一步可控性和可调性。控制器例如可以是pi控制器。
18、根据一些实施例，该方法还可以包括基于来自第一控制器的输出来从查找表获取增益值。
19、根据一些实施例，控制单元可以包括查找表，并且控制单元还可以被配置为基于来自第一控制器的输出来从查找表获取增益值。
20、替代地，查找表可以在没有第一控制器的情况下实现本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于控制在连接点(20)处连接到电网(16)的电力单元(14)的方法，该方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述增益值的确定包括：
3.根据权利要求2所述的方法，还包括：基于来自所述第一控制器的输出来从查找表获取所述增益值。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述电力单元调节器包括电压调节器，并且所述方法还包括：
5.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中，所述电力单元调节器包括无功功率调节器，并且所述方法还包括：
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述功率振荡是0.2-2Hz范围内的功率振荡。
7.一种用于在连接点(20)处连接到电网(16)的电力单元(14)的控制单元，所述控制单元包括电力单元调节器(108)，所述控制单元被配置为：
8.根据权利要求7所述的控制单元，还包括第一控制器，其中，所述控制单元还被配置为：
9.根据权利要求8所述的控制单元，还包括查找表，所述控制单元还被配置为基于来自所述第一控制器的输出来从所述查找表获取所述
10.根据权利要求7-9中任一项所述的控制单元，其中，所述电力单元调节器包括电压调节器，所述控制单元还被配置为：
11.根据权利要求7-9中任一项所述的控制单元，其中，所述电力单元调节器包括无功功率调节器，所述控制单元还被配置为：
12.根据权利要求7-11中任一项所述的控制单元，其中，所述控制单元被配置为基于所述电网中的0.2-2Hz范围内的功率振荡从所述POD控制器获取所述POD信号(POD)。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种用于控制在连接点(20)处连接到电网(16)的电力单元(14)的方法，该方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述增益值的确定包括：
3.根据权利要求2所述的方法，还包括：基于来自所述第一控制器的输出来从查找表获取所述增益值。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述电力单元调节器包括电压调节器，并且所述方法还包括：
5.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中，所述电力单元调节器包括无功功率调节器，并且所述方法还包括：
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述功率振荡是0.2-2hz范围内的功率振荡。
7.一种用于在连接点(20)处连接到电网(16)的电力单元(14)的控制单元，所述控制单元包括电力单...
【专利技术属性】
技术研发人员：R·海达里，张宏扬，JP·哈斯勒，P·米特拉，
申请(专利权)人：日立能源有限公司，
类型：发明
国别省市：
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