一种控制电力系统的方法和装置制造方法及图纸

本申请提供一种控制电力系统的方法以及使用这种方法控制电力系统的装置，从而在一定程度上克服由于相关技术的限制和缺陷而导致的电力系统的稳定性问题。电力系统至少包括：一直流母线和一直流母线电容，所述直流母线电容连接于所述直流母线。本申请的方法包括：设置步骤，接收所述直流母线电容的一虚拟直流母线电容值；检测步骤，检测所述直流母线上的直流母线电压；计算步骤，根据所述虚拟直流母线电容值和所述直流母线电压，计算所述直流母线中的一直流母线电流的一期望值；以及调节步骤，调节所述直流母线电流，使所述直流母线电流达到所述期望值，从而使所述直流母线电容呈现所述虚拟直流母线电容值。

【技术实现步骤摘要】
一种控制电力系统的方法和装置
本申请涉及电力电子
，特别涉及一种控制电力系统的方法，以及使用这种方法控制电力系统的装置。
技术介绍
风力发电依赖于气象条件，并逐渐以大规模风电场的形式并入电网，渗透率越来越高，给电网带来各种影响，导致电网的稳定性降低。将直流母线电容引入电力系统稳定性分析，母线电容与其他风机、直流输电、同步机轴等相互作用，导致风力发电系统发生次同步震荡，严重威胁电力系统的稳定性。有些学者提出含有风力发电机组的电力电子化电力系统幅相动态稳定分析。其中，电力电子化设备同样具有内电势，稳定性问题同样表现为电压功角稳定问题，主要包含三个方面的动力学分析，即转子转速控制、直流电压控制、交流电流控制。经过稳定性分析得到结论，直流母线电压环路带宽越大，对系统稳定性的贡献越大，在不改变实际带宽的前提下，母线电容越小，对系统稳定性的贡献越大。
技术实现思路
本申请的目的在于提供一种控制电力系统的方法，以及使用这种方法控制电力系统的装置，从而至少在一定程度上克服由于相关技术的限制和缺陷而导致的电力系统的稳定性问题。本申请的其它特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本申请的实践而习得。根据本申请的一个方面，提供一种控制电力系统的方法，其中所述电力系统至少包括：一直流母线和一直流母线电容，所述直流母线电容连接于所述直流母线，所述方法包括：设置步骤，接收所述直流母线电容的一虚拟直流母线电容值；检测步骤，检测所述直流母线上的直流母线电压；计算步骤，根据所述虚拟直流母线电容值和所述直流母线电压，计算所述直流母线中的一直流母线电流的一期望值；以及调节步骤，调节所述直流母线电流，使所述直流母线电流达到所述期望值，从而使所述直流母线电容呈现所述虚拟直流母线电容值。优选地，其中所述电力系统至少还包括：一储能模块，与所述直流母线并联连接，以存储所述直流母线提供的电能或向所述直流母线提供电能，其中，在所述调节步骤中，通过控制从所述直流母线向所述储能模块充电或从所述储能模块向所述直流母线放电的一有功功率，使所述储能模块存储从所述直流母线抽取的电能或向所述直流母线提供电能，从而调节所述直流母线电流。优选地，其中所述储能模块至少包括一储能元件及一充放电单元，其中，在所述检测步骤中，还检测所述直流母线电流及所述充放电单元的一充放电电流，在所述计算步骤中，还从所述期望值减去所述直流母线电流，得到一虚拟电流值，以及在所述调节步骤中，通过对所述充放电电流进行闭环控制，形成一开关信号，所述开关信号控制所述充放电单元中的各功率元件的操作，来调节所述充放电电流，使所述充放电电流等于所述虚拟电流值，从而使所述直流母线电流达到所述期望值。优选地，其中所述电力系统至少还包括：一发电机侧功率转换器和一电网侧功率转换器，所述直流母线电容通过所述直流母线连接于所述发电机侧功率转换器和所述电网侧功率转换器之间，其中，在所述调节步骤中，通过控制所述发电机侧功率转换器与所述直流母线之间的一有功电流，从而使所述发电机侧功率转换器从所述直流母线抽取电能或向所述直流母线提供电能，来调节所述直流母线电流。优选地，其中，在所述检测步骤中，还检测所述发电机侧功率转换器的一交流侧电压和一交流侧电流，在所述计算步骤中，还对所述交流侧电压和所述交流侧电流进行一坐标变换，得到所述有功电流及所述有功电流的一参考值，以及在所述调节步骤中，通过对所述有功电流进行闭环控制的方式，形成一开关信号，所述开关信号控制所述发电机侧功率转换器中各功率元件的操作，来控制所述有功电流，使所述有功电流达到所述有功电流的参考值，从而使所述直流母线电流达到所述直流母线电流的期望值。优选地，其中所述电力系统至少还包括：一双馈风力发电机、一发电机侧功率转换器、一电网侧功率转换器和一整流电路，所述整流电路的一直流侧并联连接于所述直流母线电容，所述整流电路的一交流侧连接于所述双馈风力发电机的一定子绕组和一电网之间，其中在所述调节步骤中，通过控制所述整流电路和所述直流母线之间的一有功电流，从而使所述整流电路从所述直流母线抽取电能或向所述直流母线提供电能，来调节所述直流母线电流。优选地，其中，在所述检测步骤中，还检测所述整流电路的一交流侧电压和一交流侧电流，在所述计算步骤中，还对所述交流侧电压和所述交流侧电流进行坐标变换，以得到所述有功电流及所述有功电流的一参考值，以及在所述调节步骤中，通过对所述有功电流进行闭环控制，形成一开关信号，所述开关信号控制所述整流电路中的各功率元件的操作，来控制所述有功电流，使所述有功电流达到所述有功电流的参考值，从而使所述直流母线电流达到所述期望值。优选地，其中，所述有功电流与所述直流母线电流具有一比例关系，所述有功电流的参考值与所述期望值具有所述比例关系，所述比例关系通过所述坐标变换得到，在所述计算步骤中，根据所述比例关系及所述直流母线电流计算所述有功电流，及根据所述比例关系及所述期望值计算所述参考值。优选地，其中所述电力系统至少还包括：一储能模块，与所述直流母线并联连接，以存储所述直流母线提供的电能或向所述直流母线提供电能，其中，在所述调节步骤中，还通过控制从所述直流母线向所述储能模块充电或从所述储能模块向所述直流母线放电的一有功功率，使所述储能模块存储从所述直流母线抽取的电能或向所述直流母线提供电能的方式，来调节所述直流母线电流。根据本公开的另一个方面，提供了一种控制电力系统的装置，其中所述电力系统至少包括：一直流母线和一直流母线电容，所述直流母线电容连接于所述直流母线，所述装置包括：设置模块，被配置为接收所述直流母线电容的一虚拟直流母线电容值；检测模块，被配置为检测所述直流母线上的直流母线电压；计算模块，被配置为根据所述虚拟直流母线电容值和所述直流母线电压，来计算所述直流母线中的一直流母线电流的一期望值；以及调节模块，被配置为调节所述直流母线电流，使所述直流母线电流达到所述期望值，从而使所述直流母线电容呈现所述虚拟直流母线电容值。优选地，其中所述电力系统至少还包括：一储能模块，与所述直流母线并联连接，以存储所述直流母线提供的电能或向所述直流母线提供电能，其中，所述调节模块，通过控制从所述直流母线向所述储能模块充电或从所述储能模块向所述直流母线放电的一有功功率，使所述储能模块存储从所述直流母线抽取的电能或向所述直流母线提供电能的方式，来调节所述直流母线电流。优选地，其中所述储能模块至少包括一储能元件及一充放电单元，其中，所述检测模块，还检测所述直流母线电流及所述充放电单元的一充放电电流，所述计算模块，从所述期望值减去所述直流母线电流，得到一虚拟电流值，以及所述调节模块，通过对所述充放电电流进行闭环控制的方式，形成一开关信号，所述开关信号控制所述充放电单元中的各功率元件的操作，来调节所述充放电电流，使所述充放电电流等于所述虚拟电流值，从而使所述直流母线电流达到所述期望值。优选地，其中所述电力系统至少还包括：一发电机侧功率转换器和一电网侧功率转换器，所述直流母线电容通过所述直流母线连接于所述发电机侧功率转换器和所述电网侧功率转换器之间，其中所述调节模块，通过控制所述发电机侧功率转换器与所述直流母线之间的一有功电流，从而使所述发电机侧功率转换器从所述直流母线抽取电能本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种控制电力系统的方法，其中所述电力系统至少包括：一直流母线和一直流母线电容，所述直流母线电容连接于所述直流母线，所述方法包括：设置步骤，接收所述直流母线电容的一虚拟直流母线电容值；检测步骤，检测所述直流母线上的直流母线电压；计算步骤，根据所述虚拟直流母线电容值和所述直流母线电压，计算所述直流母线中的一直流母线电流的一期望值；以及调节步骤，调节所述直流母线电流，使所述直流母线电流达到所述期望值，从而使所述直流母线电容呈现所述虚拟直流母线电容值。

【技术特征摘要】
1.一种控制电力系统的方法，其中所述电力系统至少包括：一直流母线和一直流母线电容，所述直流母线电容连接于所述直流母线，所述方法包括：设置步骤，接收所述直流母线电容的一虚拟直流母线电容值；检测步骤，检测所述直流母线上的直流母线电压；计算步骤，根据所述虚拟直流母线电容值和所述直流母线电压，计算所述直流母线中的一直流母线电流的一期望值；以及调节步骤，调节所述直流母线电流，使所述直流母线电流达到所述期望值，从而使所述直流母线电容呈现所述虚拟直流母线电容值。2.根据权利要求1所述的控制电力系统的方法，其中所述电力系统至少还包括：一储能模块，与所述直流母线并联连接，以存储所述直流母线提供的电能或向所述直流母线提供电能，其中，在所述调节步骤中，通过控制从所述直流母线向所述储能模块充电或从所述储能模块向所述直流母线放电的一有功功率，使所述储能模块存储从所述直流母线抽取的电能或向所述直流母线提供电能，从而调节所述直流母线电流。3.根据权利要求2所述的控制电力系统的方法，其中所述储能模块至少包括一储能元件及一充放电单元，其中，在所述检测步骤中，还检测所述直流母线电流及所述充放电单元的一充放电电流，在所述计算步骤中，还从所述期望值减去所述直流母线电流，得到一虚拟电流值，以及在所述调节步骤中，通过对所述充放电电流进行闭环控制，形成一开关信号，所述开关信号控制所述充放电单元中的各功率元件的操作，来调节所述充放电电流，使所述充放电电流等于所述虚拟电流值，从而使所述直流母线电流达到所述期望值。4.根据权利要求1所述的控制电力系统的方法，其中所述电力系统至少还包括：一发电机侧功率转换器和一电网侧功率转换器，所述直流母线电容通过所述直流母线连接于所述发电机侧功率转换器和所述电网侧功率转换器之间，其中，在所述调节步骤中，通过控制所述发电机侧功率转换器与所述直流母线之间的一有功电流，从而使所述发电机侧功率转换器从所述直流母线抽取电能或向所述直流母线提供电能，来调节所述直流母线电流。5.根据权利要求4所述的控制电力系统的方法，其中，在所述检测步骤中，还检测所述发电机侧功率转换器的一交流侧电压和一交流侧电流，在所述计算步骤中，还对所述交流侧电压和所述交流侧电流进行一坐标变换，得到所述有功电流及所述有功电流的一参考值，以及在所述调节步骤中，通过对所述有功电流进行闭环控制的方式，形成一开关信号，所述开关信号控制所述发电机侧功率转换器中各功率元件的操作，来控制所述有功电流，使所述有功电流达到所述有功电流的参考值，从而使所述直流母线电流达到所述直流母线电流的期望值。6.根据权利要求1所述的控制电力系统的方法，其中所述电力系统至少还包括：一双馈风力发电机、一发电机侧功率转换器、一电网侧功率转换器和一整流电路，所述整流电路的一直流侧并联连接于所述直流母线电容，所述整流电路的一交流侧连接于所述双馈风力发电机的一定子绕组和一电网之间，其中在所述调节步骤中，通过控制所述整流电路和所述直流母线之间的一有功电流，从而使所述整流电路从所述直流母线抽取电能或向所述直流母线提供电能，来调节所述直流母线电流。7.根据权利要求6所述的控制电力系统的方法，其中，在所述检测步骤中，还检测所述整流电路的一交流侧电压和一交流侧电流，在所述计算步骤中，还对所述交流侧电压和所述交流侧电流进行坐标变换，得到所述有功电流及所述有功电流的一参考值，以及在所述调节步骤中，通过对所述有功电流进行闭环控制，形成一开关信号，所述开关信号控制所述整流电路中的各功率元件的操作，来控制所述有功电流，使所述有功电流达到所述有功电流的参考值，从而使所述直流母线电流达到所述期望值。8.根据权利要求5或7中任何一项所述的控制电力系统的方法，其中，所述有功电流与所述直流母线电流具有一比例关系，所述有功电流的参考值与所述期望值具有所述比例关系，所述比例关系通过所述坐标变换得到，在所述计算步骤中，根据所述比例关系及所述直流母线电流计算所述有功电流，及根据所述比例关系及所述期望值计算所述参考值。9.根据权利要求6所述的控制电力系统的方法，其中所述电力系统至少还包括：一储能模块，与所述直流母线并联连接，以存储所述直流母线提供的电能或向所述直流母线提供电能，其中，在所述调节步骤中，还通过控制从所述直流母线向所述储能模块充电或从所述储能模块向所述直流母线放电的一有功功率，使所述储能模块存储从所述直流母线抽取的电能或向所述直流母线提供电能的方式，来调节所述直流母线电流。10.一种控制电力系...

【专利技术属性】
技术研发人员：董明轩，王长永，邱爱斌，
申请(专利权)人：台达电子企业管理上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31