电气暂态量新能源机组主动支撑控制方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种电气暂态量新能源机组主动支撑控制方法，包括新能源发电一次系统以及电气暂态量的能量来源方式、逆变器主电路以及与其相连的电网、电流、电压采集模块，还包括功率计算模块、新能源功率控制与有功参考值计算模块、频率暂态量调节模块、电压暂态量调节模块等，还公开了基于该系统的电气暂态量主动支撑控制方法，使得新能源发电机组具备与传统发电机组类似的主动参与电网频率和电压调节特性，特别是当电网发生电压频率异常时，能为电网提供有益的有功和无功支撑，可极大提高新能源发电机组接入电网的友好性，提升新能源消纳水平。纳水平。纳水平。

【技术实现步骤摘要】
电气暂态量新能源机组主动支撑控制方法及系统


[0001]本专利技术属于逆变器控制
，尤其涉及一种电气暂态量新能源机组主动支撑控制方法及系统。

技术介绍

[0002]与传统的同步发电机组相比，通过电力电子装置接入电网的新能源机组缺乏惯量和阻尼，且不具备自主参与电网调频调压能力。因此，光伏、风电等新能源的大规模并网会进一步降低电力系统的等效转动惯量，影响电网的频率和电压稳定，对电力系统稳定运行带来新的挑战。实现新能源自主参与系统运行，在电网频率、电压波动时具备主动支撑能力，提高大规模新能源接入场景下的电力系统暂态稳定性迫在眉睫。

技术实现思路

[0003]为了解决现有技术存在的问题，本专利技术提供一种电气暂态量新能源机组主动支撑控制方法，。
[0004]本专利技术所要解决的技术问题是通过以下技术方案实现的：
[0005]第一方面，提供了一种电气暂态量新能源机组主动支撑控制方法，包括：
[0006]根据采集到的新能源发电一次系统的直流电流和电压计算得到有功功率给定值P
ref
；
[0007]根据采集到的逆变器输出电流和电压计算得到逆变器输出的有功功率p
o
和无功功率q
o
；
[0008]根据电压参考信号角频率和电网电压额定角频率算出对应频率暂态量的有功功率给定值P
d
；
[0009]根据电压参考信号幅值V
o
值和电网电压额定幅值算出对应电压暂态量的无功功率给定值Q<br/>d
；
[0010]根据对应频率暂态量的有功功率给定值P
d
、有功功率给定值P
ref
以及有功功率p
o
算出电压参考信号角频率ω
o
；
[0011]根据电压暂态量的无功功率给定值Q
d
、无功功率给定值Q
ref
和无功功率q
o
算出电压信号参考幅值V
o
；
[0012]根据电压参考信号角频率ω
o
得到相位信息θ
o
；
[0013]根据相位信息θ
o
和电压参考信号幅值V
o
得到三相电压参考信号v
refABC
；
[0014]根据三相电压参考信号和逆变器输出电压u
oABC
得到三相电流参考信号i
refABC
；
[0015]根据三相电流参考信号i
refABC
和逆变器输出电流以及逆变器输出电压u
oABC
得到逆变器调制信号v
mABC
；v
refABC
[0016]根据逆变器调制信号v
mABC
和和载波信号v
c
得到控制逆变器功率开关的控制信号d。
[0017]结合第一方面，进一步的，所述有功功率给定值P
d
计算如式(1)所示：
[0018]P
d
＝(ω
n
‑
ω
o
)
·
k
f
(1)
[0019]其中，k
f
为频率暂态量支撑系数，ω
n
为电网电压额定角频率；
[0020]无功功率给定值Q
d
计算如式(2)所示：
[0021]Q
d
＝(V
n
‑
V
o
)
·
k
v
[0022]其中，k
v
为电压暂态量支撑系数，V
n
为电网电压额定幅值。
[0023]结合第一方面，进一步的，所述电压参考信号角频率ω
o
的计算如式(3)所示：
[0024][0025]其中，J为虚拟转动惯量，
[0026]所述电压参考信号幅值信息的计算如式(4)所示：
[0027][0028]其中，K为虚拟励磁调节积分系数。
[0029]结合第一方面，进一步的，所述相位信息θ
o
的计算如式(5)所示
[0030][0031]结合第一方面，进一步的，所述三相电流参考信号i
refABC
的计算如式(6)：
[0032][0033]其中，L为逆变器交流输出滤波电感。
[0034]结合第一方面，进一步的，所述逆变器调制信号v
mABC
的计算如式(7)所示
[0035][0036]其中，k
p
为电流环调节器比例系数，k
i
为电流环调节器积分系数，i
ABC
为逆变器输出电流。
[0037]第二方面，提供了一种电气暂态量新能源机组主动支撑控制系统，包括：
[0038]有功参考值计算模，用于根据采集到的新能源发电一次系统的直流电流和电压计算得到有功功率给定值P
ref
；
[0039]功率计算模块，用于根据采集到的逆变器出电流和电压计算得到逆变器输出的有功功率p
o
和无功功率q
o
；
[0040]频率暂态量调节模块，用于根据电压参考信号角频率和电网电压额定角频率算出对应频率暂态量的有功功率给定值P
d
；
[0041]电压暂态量调节模块，用于根据电压参考信号幅值V
o
值和电网电压额定幅值算出对应电压暂态量的无功功率给定值Q
d
；
[0042]虚拟转动惯量模块，用于根据对应频率暂态量的有功功率给定值P
d
、有功功率给定值P
ref
以及有功功率p
o
算出电压参考信号角频率ω
o
；
[0043]虚拟励磁调节模块，用于根据电压暂态量的无功功率给定值Q
d
、无功功率给定值Q
ref
和无功功率q
o
算出电压信号参考幅值V
o
；
[0044]逆变相位生成模块，用于根据电压参考信号角频率ω
o
得到相位信息θ
o
；
[0045]电压参考信号生成模块，用于根据相位信息θ
o
和电压参考信号幅值V
o
得到三相电压参考信号v
refABC
；
[0046]电流环参考信号生成模块，用于根据三相电压参考信号v
refABC
和逆变器输出电压u
oABC
得到三相电流参考信号i
refABC
；
[0047]调制波生成模块，用于根据三相电流参考信号i
refABC
和逆变器输出电流以及逆变器输出电压本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电气暂态量新能源机组主动支撑控制方法，其特征在于，包括：根据采集到的新能源发电一次系统的直流电流和电压计算得到有功功率给定值P
ref
；根据采集到的逆变器输出电流和电压计算得到逆变器输出的有功功率p
o
和无功功率q
o
；根据电压参考信号角频率和电网电压额定角频率算出对应频率暂态量的有功功率给定值P
d
；根据电压参考信号幅值V
o
值和电网电压额定幅值算出对应电压暂态量的无功功率给定值Q
d
；根据对应频率暂态量的有功功率给定值P
d
、有功功率给定值P
ref
以及有功功率p
o
算出电压参考信号角频率ω
o
；根据电压暂态量的无功功率给定值Q
d
、无功功率给定值Q
ref
和无功功率q
o
算出电压信号参考幅值V
o
；根据电压参考信号角频率ω
o
得到相位信息θ
o
；根据相位信息θ
o
和电压参考信号幅值V
o
得到三相电压参考信号v
refABC
；根据三相电压参考信号v
refABC
和逆变器输出电压u
oABC
得到三相电流参考信号i
refABC
；根据三相电流参考信号i
refABC
和逆变器输出电流以及逆变器输出电压u
oABC
得到逆变器调制信号v
mABC
；根据逆变器调制信号v
mABC
和和载波信号v
c
得到控制逆变器功率开关的控制信号d。2.根据权利要求1所述一种电气暂态量新能源机组主动支撑控制方法，其特征在于，所述有功功率给定值P
d
计算如式(1)所示：P
d
＝(ω
n
‑
ω
o
)
·
k
f (1)其中，k
f
为频率暂态量支撑系数，ω
n
为电网电压额定角频率；无功功率给定值Q
d
计算如式(2)所示：Q
d
＝(V
n
‑
V
o
)
·
k
v
其中，k
v
为电压暂态量支撑系数，V
n
为电网电压额定幅值。3.根据权利要求2所述一种电气暂态量新能源机组主动支撑控制方法，其特征在于，所述电压参考信号角频率ω
o
的计算如式(3)所示：其中，J为虚拟转动惯量，S表示拉普拉斯变换算子；所述电...

【专利技术属性】
技术研发人员：王伟，韦徵，郑玉平，王彤，肖华锋，邓小君，姬秋华，茹心芹，陈遗志，
申请(专利权)人：国家电网有限公司国网电力科学研究院有限公司东南大学，
类型：发明
国别省市：