【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电力电子设备，尤其涉及一种集成超级电容的构网型svg装置及其控制方法、介质。
技术介绍
1、在当前的电力系统中，随着新能源和电力电子技术的广泛应用，传统电力系统的稳定性逐渐降低，同时，由于具有旋转惯量的同步发电机逐步被低惯量的新能源电源替代，这导致电力系统呈现出低惯性和弱阻尼的特性，这种变化使得电力系统在无功补偿的同时，还需要有额外的有功功率支持，以抑制系统频率的波动，确保电网的稳定运行。
2、静止无功发生器(static var generator，svg)采用电力电子器件实现对系统的无功补偿，具有动态补偿、响应快速的优点，在电力系统中的应用日益广泛，能够有效支撑系统电压，提高电力系统的稳定性，然而，现有的svg装置受限于其电容存储的能量，在应对有功功率变化导致的系统频率波动时，难以在系统中提供足够的惯量支撑和无功支撑，这在一定程度上限制了其功能的发挥，与此同时，超级电容作为具有高功率密度的储能元件，能够在短时间内快速吸收和放出大功率，且不受化学反应原理的限制，这使得超级电容在电力系统中的应用具有广阔的前景，将超级电容集成到现有的svg装置中，可以显著提升svg装置的惯量储备，从而增强其在电力系统中的支撑能力，然而，在实际应用中，如何有效地将超级电容集成到svg装置中，并设计合理的控制策略，以实现对电力系统的惯量和无功支撑，仍是当前面临的一大难题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种集成超级电容的构网型svg装置及其控制方法、介质，通过集成超
2、为解决以上技术问题，本专利技术提供了一种集成超级电容的构网型svg装置及其控制方法、介质。
3、第一方面，本专利技术提供了一种集成超级电容的构网型svg装置，包括构网型控制系统以及以三角形形式连接在三相交流母线上的三个构网型静止无功发生器支路，每个构网型静止无功发生器支路包括至少一个电感和若干串联的超容桥接模块，所述电感用于平滑所述超容桥接模块的电流波形；
4、所述超容桥接模块包括串联的多个全桥子模块与多个超级电容子模块；
5、所述超级电容子模块包括全桥超容子模块、接口电路和超级电容单元；所述全桥超容子模块通过所述接口电路与所述超级电容单元级联连接；所述超级电容子模块用于根据接收到的充放电指令调控其储能状态。
6、在进一步的实施方案中，所述全桥超容子模块包括直流电容、第一开关模块、第二开关模块、第三开关模块、第四开关模块、第一旁路开关以及转折晶闸管；
7、所述第一开关模块和第二开关模块串联组成第一开关支路，所述第三开关模块和所述第四开关模块串联组成第二开关支路，所述第一开关支路、所述第二开关支路和所述直流电容形成并联连接；
8、所述第一旁路开关和所述转折晶闸管与所述第二开关模块和所述第四开关模块形成并联连接。
9、在进一步的实施方案中，所述接口电路包括第一断路器、第二断路器、第一熔断器和双向直流-直流变换器；所述双向直流-直流变换器与所述超级电容单元形成并联连接；
10、所述直流电容的正极端依次通过串联的所述第一熔断器和所述第一断路器与所述超级电容单元的正极端连接；所述直流电容的负极端通过所述第二断路器与所述超级电容单元的负极端连接；
11、所述双向直流-直流变换器的一端连接于所述第一断路器与所述超级电容单元的连接点，所述双向直流-直流变换器的另一端连接于所述第二断路器与所述超级电容单元的连接点。
12、在进一步的实施方案中，所述超级电容单元包括多个级联连接的超级电容。
13、在进一步的实施方案中，所述构网型控制系统用于响应于有功及无功出力指令，利用各个构网控制策略对每个所述超容桥接模块生成状态控制指令，并根据所述状态控制指令控制全桥子模块的开关状态以及超级电容子模块的充放电状态，所述构网控制策略包括有功-频率控制策略、无功-电压控制策略、内电势控制策略以及电流内环控制策略。
14、在进一步的实施方案中，所述构网型控制系统包括惯量储备投入模块；
15、所述惯量储备投入模块，用于将电压调制波参考值和电压调制波实际值作差，得到电压调制波偏差值，并根据电压调制波偏差值和预设投入数量上限值，经过比例-积分调节器生成超容桥接模块投入数量。
16、在进一步的实施方案中，所述超容桥接模块投入数量不大于允许投入的超容桥接模块上限值。
17、第二方面，本专利技术提供了一种集成超级电容的构网型svg装置的控制方法，应用如上述的集成超级电容的构网型svg装置，所述控制方法包括以下步骤：
18、响应于有功及无功出力指令，根据所述构网型svg装置的运行状态确定所述构网型svg装置的有功功率参考值和无功功率参考值；
19、根据所述有功功率参考值与有功功率实际值的有功功率偏差值，利用比例积分控制算法进行有功-频率控制，得到虚拟内电势相位角；
20、根据所述无功功率参考值与无功功率实际值之间的无功功率偏差值、以及交流电压参考值与交流电压实际值之间的交流电压偏差值，利用比例积分控制算法进行无功-电压控制，得到虚拟内电势幅值；
21、根据所述虚拟内电势相位角和所述虚拟内电势幅值，生成内电势控制指令；
22、将内电势控制指令转换为电流内环控制参考值，电流内环控制参考值包括电流直轴分量参考值和电流交轴分量参考值；
23、采集超容桥接模块的电流直轴分量实际值以及电流交轴分量实际值，并根据所述电流内环控制参考值生成每个超容桥接模块的状态控制指令；所述状态控制指令包括全桥子模块的开关状态指令和超级电容子模块的充放电指令。
24、在进一步的实施方案中，所述将内电势控制指令转换为电流内环控制参考值的步骤包括：
25、根据公共耦合点电压直轴分量与虚拟内电势幅值之间的电压直轴分量偏差值，利用比例积分控制算法生成电流直轴分量的参考值；
26、根据公共耦合点电压交轴分量与预设的公共耦合点电压交轴参考值之间的电压交轴分量偏差值，利用比例积分控制算法生成电流交轴分量参考值。
27、在进一步的实施方案中，所述采集超容桥接模块的电流直轴分量实际值以及电流交轴分量实际值，并根据所述电流内环控制参考值生成每个超容桥接模块的状态控制指令的步骤包括：
28、根据所述电流直轴分量参考值与超容桥接模块的电流直轴分量实际值之间的直轴分量偏差值、电流交轴分量参考值与超容桥接模块的电流交轴分量实际值之间的交轴分量偏差值，利用比例积分控制算法进行电流内环控制，生成电流内环控制输出结果；
29、将所述电流内环控制输出结果通过派克变换转换为桥臂电压调制波形；
30、根据所述桥臂电压调制波形，利用脉冲宽度调制方法生成每个超容桥接模块的状态控制指令。
31、第三方面，本专利技术还提供了一种计算机可读存储介质，所本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种集成超级电容的构网型SVG装置，其特征在于：包括构网型控制系统以及以三角形形式连接在三相交流母线上的三个构网型静止无功发生器支路，每个构网型静止无功发生器支路包括至少一个电感和若干串联的超容桥接模块，所述电感用于平滑所述超容桥接模块的电流波形；
2.如权利要求1所述的一种集成超级电容的构网型SVG装置，其特征在于：所述全桥超容子模块包括直流电容、第一开关模块、第二开关模块、第三开关模块、第四开关模块、第一旁路开关以及转折晶闸管；
3.如权利要求2所述的一种集成超级电容的构网型SVG装置，其特征在于：所述接口电路包括第一断路器、第二断路器、第一熔断器和双向直流-直流变换器；所述双向直流-直流变换器与所述超级电容单元形成并联连接；
4.如权利要求1所述的一种集成超级电容的构网型SVG装置，其特征在于：所述超级电容单元包括多个级联连接的超级电容。
5.如权利要求1所述的一种集成超级电容的构网型SVG装置，其特征在于：所述构网型控制系统用于响应于有功及无功出力指令，利用各个构网控制策略对每个所述超容桥接模块生成状态控制指令，并根据所
6.如权利要求1所述的一种集成超级电容的构网型SVG装置，其特征在于：所述构网型控制系统包括惯量储备投入模块；
7.如权利要求6所述的一种集成超级电容的构网型SVG装置，其特征在于：所述超容桥接模块投入数量不大于允许投入的超容桥接模块上限值。
8.一种集成超级电容的构网型SVG装置的控制方法，其特征在于，应用如权利要求1至7任一所述的集成超级电容的构网型SVG装置，所述控制方法包括以下步骤：
9.如权利要求8所述的一种集成超级电容的构网型SVG装置的控制方法，其特征在于，所述将内电势控制指令转换为电流内环控制参考值的步骤包括：
10.如权利要求8所述的一种集成超级电容的构网型SVG装置的控制方法，其特征在于，所述采集超容桥接模块的电流直轴分量实际值以及电流交轴分量实际值，并根据所述电流内环控制参考值生成每个超容桥接模块的状态控制指令的步骤包括：
11.一种计算机可读存储介质，其特征在于：所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，当所述计算机程序被运行时，实现如权利要求8至10任一项所述的方法。
...【技术特征摘要】
1.一种集成超级电容的构网型svg装置，其特征在于：包括构网型控制系统以及以三角形形式连接在三相交流母线上的三个构网型静止无功发生器支路，每个构网型静止无功发生器支路包括至少一个电感和若干串联的超容桥接模块，所述电感用于平滑所述超容桥接模块的电流波形；
2.如权利要求1所述的一种集成超级电容的构网型svg装置，其特征在于：所述全桥超容子模块包括直流电容、第一开关模块、第二开关模块、第三开关模块、第四开关模块、第一旁路开关以及转折晶闸管；
3.如权利要求2所述的一种集成超级电容的构网型svg装置，其特征在于：所述接口电路包括第一断路器、第二断路器、第一熔断器和双向直流-直流变换器；所述双向直流-直流变换器与所述超级电容单元形成并联连接；
4.如权利要求1所述的一种集成超级电容的构网型svg装置，其特征在于：所述超级电容单元包括多个级联连接的超级电容。
5.如权利要求1所述的一种集成超级电容的构网型svg装置，其特征在于：所述构网型控制系统用于响应于有功及无功出力指令，利用各个构网控制策略对每个所述超容桥接模块生成状态控制指令，并根据所述状态控制指令控制全桥子模块的开关状态以及超级电容子模块的充放电状态，所述构...
【专利技术属性】
技术研发人员：李明，宋胜利，熊凌飞，郑宽，冮明泽，王宇，张一鸣，孙修羽，白亚玲，卢亚军，樊强，杨兵，陈辉，
申请(专利权)人：国网经济技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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