【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于新能源及新型电力系统，尤其涉及一种基于弱电网风电级联混合变流器的构网型控制方法。
技术介绍
1、随着可再生能源的快速发展，风电作为一种重要的清洁能源，在全球范围内得到了广泛应用。然而，风电并网发电在实际应用中面临着诸多挑战，风电并网发电系统通常由多个风电机组、变流器、电网等组成，这些组件之间的相互作用和影响使得系统的稳定性问题尤为突出。风电的不稳定性和不可预测性，以及电网的弱特性，都可能导致电压波动、频率不稳等问题，对电网的稳定运行造成影响。因此，如何提高风电并网发电系统的稳定性和兼容性，成为了风电领域亟待解决的问题。
2、传统的风电并网发电系统通常采用恒速恒频的控制方式，这种方式存在着许多问题。首先，由于风速的随机性和不可预测性，风电机组的输出功率也会随之波动，这会导致电网的电压波动和频率波动。其次，传统的风电并网发电系统通常没有考虑到电网的弱特性，当电网出现故障时，风电并网发电系统可能会受到严重影响。
3、现有的混合变流器控制方法还存在一些问题。首先，传统的控制方法通常只关注单个风电场或单个风电机组的性能优化，而忽视了整个风电并网发电系统层面的优化和控制。实际上，风电并网发电系统的性能不仅取决于单个风电机组的性能，还取决于整个系统的协调和控制。其次，传统的控制方法通常没有考虑到电网的弱特性对风电并网发电系统的影响。实际上，许多地区的电网较为薄弱，难以承受大规模风电并网带来的冲击。此外，随着可再生能源的大规模并网，电网的复杂性和不确定性也在不断增加。风电并网发电系统需要能够适应这种复杂性和
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，本专利技术提出了一种基于弱电网风电级联混合变流器的构网型控制方法，能够达到弱电网条件下风电场和高压直流系统正常运行同时降低系统投资和运营成本的目的。
2、本专利技术提供了一种基于弱电网风电级联混合变流器的构网型控制方法，包括：
3、获取级联混合变换器电路和级联混合直流系统电路，基于所述级联混合变换器和级联混合直流系统电路，建立风电发电联级混合直流输电系统；
4、获取级联混合变换器等效电路和电网侧变流器等效电路；
5、基于所述级联混合变换器等效电路和电网侧变流器等效电路，获取主电路模型；
6、获取控制系统模型，基于所述主电路模型和控制系统模型，建立构网型控制小信号模型；
7、利用所述构网型控制小信号模型，控制所述风电发电联级混合直流输电系统。
8、可选的，所述级联混合变换器电路由晶闸管换流器和多电平变流器串联组成。
9、可选的，建立风电发电联级混合直流输电系统包括：
10、基于所述级联混合变换器和级联混合直流系统电路，结合约束条件，建立所述风电发电联级混合直流输电系统；
11、其中，所述约束条件为：
12、
13、其中，ps为将网格输出功率，pw为风力发电场输出功率，pl为lcc的功率，pm为mmc的功率，vdcl为lcc的直流电压，vdcm为mmc的直流电压。
14、可选的，获取所述级联混合变换器等效电路和电网侧变流器等效电路包括：
15、在交流侧，将所述晶闸管换流器等效为第一电流源il，在直流侧，将所述晶闸管换流器等效为第一电压源edcl；
16、所述第一电流源il为：
17、所述第一电压源edcl为：
18、其中，ilx为lcc在xy旋转参照系中x侧的等效电流源，ily为lcc在y侧的等效电流源，nb为六脉冲单位数，idc1为整流器的直流电流，μ为换相角，α为lcc的实际点火延迟角，edcl为lcc的等效电压源，vp为pcc的电压。
19、在交流侧，将所述多电平变流器等效为第二电压源em，在直流侧，将所述多电平变流器等效为第三电压源edcm；
20、所述第二电压源em为：
21、
22、所述第三电压源edcm为：
23、
24、其中，emx为mmc的等效电压源在xy旋转参照系中x侧的电压，emy为mmc的等效电压源在y侧的电压；为mmc的在xy旋转参照系中x侧的差模调制比，为mmc在y侧的差模调制比；vcux2为mmc在xy旋转参照系中x侧的双频电容电压，vcuy2为mmc在y侧的双频电容电压；为mmc在xy旋转参照系中x侧的双频共模调制比，为mmc在y侧的双频共模调制比；vcux为mmc在xy旋转参照系中x侧的电容总电压，vcuy为mmc在y侧的电容总电压；vcua为电容器总电压；rram为mmc臂的电阻，larm为mmc臂的电感，ltm为mmc的变压器漏感；
25、在交流侧，将所述电网侧变流器等效为第四电压源ew，在直流侧，将所述晶闸管换流器等效为第二电流源idc；
26、所述第四电压源ew为：
27、所述第二电流源idc为：
28、其中，mwx为风力涡轮机(wt)在xy旋转参照系中x侧的调制比，mwy为wt在y侧的调制比；iwx为wt在xy旋转参照系中x侧的gsc电流，iwy为wt在y侧的gsc电流；vdc为wt的gsc直流电压；ewx为gsc在xy旋转参照系中x侧等效电压源电压，ewy为gsc在y侧等效电压源电压。
29、可选的，基于所述级联混合变换器等效电路和电网侧变流器等效电路，获取主电路模型包括：
30、基于所述级联混合变换器等效电路和电网侧变流器等效电路代替变换器，获取所述主电路模型。
31、可选的，所述控制系统模型包括：功率同步环路、矢量电流控制模块和循环电流抑制控制模块；
32、所述功率同步环路，用于调节有功功率；
33、所述矢量电流控制模块包括外环和内环，其中，所述外环用于调节有功功率并支持共耦合点的电压，所述内环用于控制并网电流；
34、所述循环电流抑制控制模块，用于消除内部二次谐波循环电流。
35、可选的，基于所述主电路模型和控制系统模型，建立构网型控制小信号模型包括：
36、对所述主电路模型和控制系统模型进行坐标统一，获取构网型控制小信号模型。
37、利用所述构网型控制小信号模型，控制所述风电发电联级混合直流输电系统包括：
38、通过控制所述多电平变流器，进而控制所述风电发电联级混合直流输电系统。
39、与现有技术相比，本专利技术具有如下优点和技术效果：
40、本专利技术提出了一种基于弱电网风电级联混合变流器的构网型控制方法，建立了风力发电与弱电网结合并通过级联混合高压直流输电的详细小信号模型，通过采用特征值分析方法对构网型控制方案的稳定性问题进行研究，以达到弱电网条件下风电场和高压直流系统正常运行同时降低系统投资和运营成本的目的。该控制方法中的psl可通过模拟同步发电机转子来获取参考相位，能够调节有功功率；通过矢量电流内环控制并网电流，保护电本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于弱电网风电级联混合变流器的构网型控制方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于弱电网风电级联混合变流器的构网型控制方法，其特征在于，所述级联混合变换器电路由晶闸管换流器和多电平变流器串联组成。
3.根据权利要求1所述的一种基于弱电网风电级联混合变流器的构网型控制方法，其特征在于，建立风电发电联级混合直流输电系统包括：
4.根据权利要求2所述的一种基于弱电网风电级联混合变流器的构网型控制方法，其特征在于，获取所述级联混合变换器等效电路和电网侧变流器等效电路包括：
5.根据权利要求1所述的一种基于弱电网风电级联混合变流器的构网型控制方法，其特征在于，基于所述级联混合变换器等效电路和电网侧变流器等效电路，获取主电路模型包括：
6.根据权利要求1所述的一种基于弱电网风电级联混合变流器的构网型控制方法，其特征在于，所述控制系统模型包括：功率同步环路、矢量电流控制模块和循环电流抑制控制模块；
7.根据权利要求1所述的一种基于弱电网风电级联混合变流器的构网型控制方法，其特征在于，基于所述主电路模
8.根据权利要求2所述的一种基于弱电网风电级联混合变流器的构网型控制方法，其特征在于，利用所述构网型控制小信号模型，控制所述风电发电联级混合直流输电系统包括：
...【技术特征摘要】
1.一种基于弱电网风电级联混合变流器的构网型控制方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于弱电网风电级联混合变流器的构网型控制方法，其特征在于，所述级联混合变换器电路由晶闸管换流器和多电平变流器串联组成。
3.根据权利要求1所述的一种基于弱电网风电级联混合变流器的构网型控制方法，其特征在于，建立风电发电联级混合直流输电系统包括：
4.根据权利要求2所述的一种基于弱电网风电级联混合变流器的构网型控制方法，其特征在于，获取所述级联混合变换器等效电路和电网侧变流器等效电路包括：
5.根据权利要求1所述的一种基于弱电网风电级联混合变流器的构网型控...
【专利技术属性】
技术研发人员：米大斌，谭建鑫，井延伟，张二辉，郭艳旬，占伟，吕梁年，沙治金，
申请(专利权)人：河北建投新能源有限公司，
类型：发明
国别省市：
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