【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电气工程的并网变流，具体涉及一种基于截止负反馈的构网型级联h桥变流器暂态电流控制策略。
技术介绍
1、随着高比例新能源接入电网，电网逐渐趋向弱惯量、低强度特性，级联h桥变流器采用构网型控制对电网具有一定的支撑作用，其优势包括模块化的结构易于扩展、冗余性好，能输出多电平阶梯波，谐波含量少，节约了滤波器的成本和体积，在弱电网下运行稳定性更好，此外级联h桥变流器采用无内环构网控制更接近同步发电机特性，因此在并网变流领域具有十分重要的研究价值。
2、然而构网型变流器的载荷限制制约了其构网支撑能力，变流器的暂态限流控制十分关键，尤其是级联h桥变流器的低开关频率和控制器分散特征，使得其暂态过流问题更加严峻。目前针对构网变流器的暂态限流控制已有相关研究，文献“l.huang，c.wu，d.zhouand f.blaabjerg，″a power-angle-based adaptive overcurrent protection schemefor grid-forming inverter under large grid disturbances，″ieee transactions onindustrial electronics，vol.70，no.6，pp.5927-5936，june 2023，doi 10.1109/tie.2022.3199906.”(l.huang，c.wu，d.zhou and f.blaabjerg，“大电网干扰下基于功角的并网逆变器自适应过电流保护方案”，ieee工业电子学报
3、文献“t.qoria，f.gruson，f.colas，x.kestelyn，and x.guillaud，“currentlimiting algorithms and transient stability analysisof grid-forming vscs，”electric power syst.res.，vo1.189，2020，art.no.106726，issn 0378-7796.”(t.qoria，f.gruson，f.colas，x.kestelyn，and x.guillaud，“并网vsc的限流算法与暂态稳定性分析”，电力系统《研究报告》，第189卷，2020年，art.no.106726，issn 0378-7796.)提出一种内环电流指令限幅的控制策略，有效限制了故障电流，然而该方法针对有内环的构网控制，难以在无内环构网控制中应用。
4、文献“j.wang and x.zhang，″active power and voltage cooperativecontr0lfor improving fault ride-through capability of grid-formingconverters，″ieee transactions on industrial electronics，doi 10.1109/tie.2023.3340202.”(j.wang and x.zhang，“提高并网变流器故障穿越能力的有功功率和电压协同控制”，ieee工业电子学报，doi 10.1109/tie.2023.3340202)提出了一种将频率偏差和电流偏差叠加在功率和电压设定值上的方法，以实现电流限制和构网支持，但存在受惯性限制的响应速度。
5、综上所述，现有方案还存在以下缺点：
6、1)多在故障期间退化成跟网控制模式，难以对电网进行有效支撑；
7、2)多基于有内环的构网控制框架，难以直接应用于无内环构网控制中；
8、3)响应速度受外环制约，暂态限流效果不佳。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的问题就是克服上述方案的局限性，提出一种基于截止负反馈的构网型级联h桥变流器暂态电流控制策略，该控制策略仅在电流超过限值时起作用，不影响常态构网性能，且通过参数配置能实现故障期间最大程度的支撑性能。
2、为解决本专利技术的技术问题，本专利技术提供了一种基于截止负反馈的构网型级联h桥变流器暂态电流控制策略，所述级联h桥变流器为三相并网变流器，且每相中均包含n个相同的h桥单元，将其中任一个h桥单元记为h桥单元txi，x为相序，x＝a，b，c；i为h桥单元的序号，i＝1，2...，n；a相、b相和c相中所有h桥单元txi的交流输出端互相串联，形成三个单元串，所述三个单元串的一端连接在一起形成一个公共点，另一端均分别通过网侧滤波电感lf连接到三相星型连接的电网；
3、所述控制策略包括功率环控制、电流截止负反馈控制及调制波分配，包括以下步骤：
4、步骤1，功率环控制
5、步骤1.1，采样三相并网点电压实际值并记为三相并网电压vpcc_a，vpcc_b，vpcc_c，对其进行锁相得到并网点电压幅值vpccm和电网频率ωg，对电网频率ωg进行积分，得到电网电压相角θpll；对三相并网电压vpcc_a，vpcc_b，vpcc_c进行三相静止坐标系到两相静止坐标系的坐标变换得到两相静止坐标系并网点电压并记为两相并网电压vpcc_α，vpcc_β；采样级联h桥变流器三相输出电流实际值并记为三相输出电流ig_a，ig_b，ig_c，并通过三相静止坐标系到两相静止坐标系的坐标变换得到两相静止坐标系级联h桥变流器输出电流并记为两相输出电流ig_α，ig_β；
6、根据瞬时功率计算公式计算得到级联h桥变流器的瞬时有功功率p和瞬时无功功率q，将级联h桥变流器的瞬时有功功率p、瞬时无功功率q经过低通滤波获得滤波后的有功功率pfil和滤波后的无功功率qfil；
7、步骤1.2，根据滤波后的有功功率pfil和滤波后的无功功率qfil，通过有功功率环计算公式得到构网型控制输出频率ωgfm，对构网型控制输出频率ωgfm进行积分，得到构网型控制输出相角θgfm；通过无功功率环计算公式得到构网型控制输出幅值vgfm；
8、步骤1.3，根据构网型控制输出幅值vgfm和构网型控制输出相角θgfm计算得到级联h桥变流器的a相、b相、c相的初始调制波电压ea，eb，ec；
9、步骤2，电流截止负反馈控制
10、检测三相输出电流ig_a，ig_b，ig_c的幅值，并将其平均幅值记为输出电流幅值iamp，计算得到电流幅值限制值ilim，ilim＝min(iamp，idcr)，其中，idcr为截止负反馈控制的电流截止幅值；
11、根据三相输出电流幅值iamp和电流幅值限制值ilim，计算得到电流截止负反馈控制量δeb，δeb，δec，其计算式为：
12、
13、其中，kcutoff为截止负反馈的比例系数，θlead为本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于截止负反馈的构网型级联H桥变流器暂态电流控制策略，所述级联H桥变流器为三相并网变流器，且每相中均包含N个相同的H桥单元，将其中任一个H桥单元记为H桥单元TXi，X为相序，X＝A，B，C；i为H桥单元的序号，i＝1，2...，N；A相、B相和C相中所有H桥单元TXi的交流输出端互相串联，形成三个单元串，所述三个单元串的一端连接在一起形成一个公共点，另一端均分别通过网侧滤波电感Lf连接到三相星型连接的电网；
2.根据权利要求1所述的基于截止负反馈的构网型级联H桥变流器暂态电流控制策略，其特征在于，步骤1.1所述瞬时功率计算公式为：
3.根据权利要求1所述的基于截止负反馈的构网型级联H桥变流器暂态电流控制策略，其特征在于，步骤1.2所述有功功率环计算公式为：
4.根据权利要求1所述的基于截止负反馈的构网型级联H桥变流器暂态电流控制策略，其特征在于，步骤1.3所述级联H桥变流器的A相、B相、C相的初始调制波电压eA，eB，eC的计算式分别为：
【技术特征摘要】
1.一种基于截止负反馈的构网型级联h桥变流器暂态电流控制策略，所述级联h桥变流器为三相并网变流器，且每相中均包含n个相同的h桥单元，将其中任一个h桥单元记为h桥单元txi，x为相序，x＝a，b，c；i为h桥单元的序号，i＝1，2...，n；a相、b相和c相中所有h桥单元txi的交流输出端互相串联，形成三个单元串，所述三个单元串的一端连接在一起形成一个公共点，另一端均分别通过网侧滤波电感lf连接到三相星型连接的电网；
2.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：张兴，吴孟泽，战祥对，汪书成，杜磊，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：
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