【技术实现步骤摘要】
本申请涉及新能源并网变流器控制，特别是涉及一种基于跟网和构网混合控制的并网变流器控制方法。
技术介绍
1、随着全球对可再生能源需求的不断增长，新能源发电技术，特别是基于变流器的并网发电系统，得到了广泛应用。这些系统通过变流器将新能源(如太阳能、风能等)产生的直流电转换为交流电，并安全、高效地接入电网。并网变流器作为连接新能源发电设备与电网的关键设备，其控制策略对于系统的稳定性和可靠性至关重要。
2、当前，基于旋转坐标变换和锁相环(phase locked loop，pll)的电流闭环矢量控制方法被广泛应用于风电、光伏并网系统，采用此控制方式的变换器常被称为跟网型(grid-following，gfl)变换器。例如，公开号为cn115483843a的专利提供了一种可提高并网变流器全局稳定性的开环同步方法，通过为并网变流器的跟网控制提供电网同步电流基准，极大简化并网逆变器的非线性结构，使得并网逆变器系统鲁棒性得到了明显的改善。跟网型控制在强电网下的稳定性好，功率响应速度快，其不仅能够通过最大功率点跟踪实现新能源利用率的最大化，经济性较好，而且技术较为成熟，是现阶段新能源并网变流器的主流控制技术。
3、但是当大量新能源接入电网时，同步发电机比例相对降低，电网强度下降，电网呈现“弱电网”特性，系统表现为惯性低、阻尼弱的特性。在弱电网情况下，锁相环输入通常为公共耦合点(point of common coupling,pcc)电压或滤波器电容电压，由此造成了逆变器、锁相环及电网之间的相互耦合，易导致系统不稳定，限制
4、然而，构网型控制存在功率调节速度慢、多机耦合强、强电网稳定性和经济性差等问题。在实际电力系统中，电网发电设备的变化会导致电网强度的显著变化，通常用公共耦合点的短路比(scr)来衡量电网强度的变化。单一跟网型或构网型控制模式的新能源并网变流器难以满足在实际电力系统中scr波动大下的稳定性要求。
技术实现思路
1、基于此，有必要针对单一跟网型或构网型控制模式的新能源并网变流器难以满足在实际电力系统中scr波动大下的稳定性要求的问题，提供一种基于跟网和构网混合控制的并网变流器控制方法。
2、本申请提供了一种基于跟网和构网混合控制的并网变流器控制方法，所述方法包括：
3、步骤s1，建立自适应混合同步控制模型、电压电流双环控制模型和虚拟阻抗控制模型；自适应混合同步控制模型包括锁相环控制模型、功率同步控制模型和比率自适应调节模型；
4、步骤s2，获取交流母线的电压和电流；
5、步骤s3，根据锁相环控制模型和交流母线的电压得到锁相环输出角速度，根据功率同步控制模型和交流母线的电压和电流得到电网同步角速度和励磁电动势，根据比率自适应调节模型和交流母线的电压和电流得到跟网型特性比率和构网型特性比率；
6、步骤s4，根据跟网型特性比率、构网型特性比率、锁相环输出角速度和电网同步角速度得到变流器同步角度；
7、步骤s5，根据变流器同步角度、励磁电动势和虚拟阻抗控制模型得到电压外环控制参数；
8、步骤s6，根据电压外环控制参数和电压电流双环控制模型生成并网变流器的工作控制参数。
9、在其中一个实施例中，锁相环控制模型的表达式为：
10、
11、式中，uo为交流母线电压幅值，uoq为交流母线电压q轴分量，kpllp为锁相环pi控制器的比例系数，kplli为锁相环pi控制器的积分系数，ωpll为锁相环输出角速度，θpll为锁相环输出角速度ωpll所对应的输出相角，θpllref为输出相角参考值。
12、在其中一个实施例中，功率同步控制模型的表达式为：
13、
14、式中，ω为机械角速度，ωpbs表示电网同步角速度，ω0表示电网参考角速度，θpbs表示电网同步角速度ωpbs所对应的虚拟转子位置角，j为转动惯量，d为阻尼转矩，tm为虚拟同步发电机转矩给定值，te为虚拟同步发电机转矩实际输出值，pm为机械功率，pe为有功功率，td为阻尼转矩，kq为pi调节系数，uref为参考电压，qref为参考无功功率，qe为无功功率，qd为具有一次调压功能的无功功率，e为励磁电动势，un为机端电压的幅值，u0为交流母线电压幅值，pref为参考有功功率，kp为有功-频率调节系数，kq为无功-电压调节系数；其中，交流母线电压幅值u0和电网参考角速度ω0的表达式分别为：
15、ωo≈ωpll＝kpllpuoq+kplli∫uoqdt
16、
17、式中，ωpll为锁相环输出角速度，uod为交流母线电压d轴分量，uoq为交流母线电压q轴分量，kpllp为锁相环pi控制器的比例系数，kplli为锁相环pi控制器的积分系数。
18、在其中一个实施例中，比率自适应调节模型包括scr识别单元和比率调整单元，scr识别单元的表达式为：
19、
20、式中，scr为短路比，ssc为短路容量，sn为发电机的额定容量，z*为电网等效阻抗标幺值；
21、比率调整单元的表达式为：
22、
23、式中，scrhigh表示电网呈强电网特性时的短路比，scrlow表示电网呈弱电网特性时的短路比，rpll为跟网型特性比率，α为实参数，0≤α≤2π。
24、在其中一个实施例中，电网等效阻抗的表达式为：
25、
26、式中，rg表示电网电阻，lg表示电网电感，rgs表示总阻抗，xgs表示总感抗，lgg表示lcl滤波器电网侧电感；其中，总阻抗和总感抗的表达式分别为：
27、
28、式中，pe为并网变流器传输到电网的有功功率，qe为并网变流器传输到电网的无功功率，vgf_ref表示变流器输出电压的参考电压，δvgf_ref表示电压幅值扰动。
29、在其中一个实施例中，比率调整单元包括跟网型特性比率查找表，跟网型特性比率的计算步骤包括：
30、步骤s31，根据公共耦合点的短路比和跟网型特性比率查找表得到跟网型特性比率。
31、在其中一个实施例中，变流器同步角度的计算公式为：
32、
33、式中，θ为变流器同步角度，ω0为电网参考角速度，θ0为电网参考角速度的积分，ωpll为锁相环输出角速度，θpll为锁相环输出角速度的积分，ωpbs为电网同步本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于跟网和构网混合控制的并网变流器控制方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的基于跟网和构网混合控制的并网变流器控制方法，其特征在于，所述锁相环控制模型的表达式为：
3.根据权利要求1所述的基于跟网和构网混合控制的并网变流器控制方法，其特征在于，所述功率同步控制模型的表达式为：
4.根据权利要求1所述的基于跟网和构网混合控制的并网变流器控制方法，其特征在于，所述比率自适应调节模型包括SCR识别单元和比率调整单元，所述SCR识别单元的表达式为：
5.根据权利要求4所述的基于跟网和构网混合控制的并网变流器控制方法，其特征在于，电网等效阻抗的表达式为：
6.根据权利要求4所述的基于跟网和构网混合控制的并网变流器控制方法，其特征在于，所述比率调整单元包括跟网型特性比率查找表，所述跟网型特性比率的计算步骤包括：
7.根据权利要求1所述的基于跟网和构网混合控制的并网变流器控制方法，其特征在于，所述变流器同步角度的计算公式为：
8.根据权利要求1所述的基于跟网和构网混合控制的并网变流器
9.根据权利要求8所述的基于跟网和构网混合控制的并网变流器控制方法，其特征在于，所述虚拟阻抗控制模型的表达式为：
...【技术特征摘要】
1.一种基于跟网和构网混合控制的并网变流器控制方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的基于跟网和构网混合控制的并网变流器控制方法，其特征在于，所述锁相环控制模型的表达式为：
3.根据权利要求1所述的基于跟网和构网混合控制的并网变流器控制方法，其特征在于，所述功率同步控制模型的表达式为：
4.根据权利要求1所述的基于跟网和构网混合控制的并网变流器控制方法，其特征在于，所述比率自适应调节模型包括scr识别单元和比率调整单元，所述scr识别单元的表达式为：
5.根据权利要求4所述的基于跟网和构网混合控制的并网变流器控制方法，其特征在于，电网等效阻抗的表达...
【专利技术属性】
技术研发人员：关维德，陆俊杰，周洋，钟健，王旭红，夏向阳，曾祥君，龙卓，
申请(专利权)人：长沙理工大学，
类型：发明
国别省市：
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