一种换流器孤岛转联网控制方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例涉及一种换流器孤岛转联网控制方法及装置，该方法包括步骤：根据准同期投入指令，投入频率同步控制及幅值调整控制，拉动孤岛微网频率及幅值向电网逼近；孤岛微网与电网角速度差满足合闸要求时，投入相位追踪控制；当孤岛微网与电网角速度差大于设定值时，则控制第二使能信号无效，退出相位追踪控制；断路器两侧各电参数均满足条件时，生成并网断路器合闸允许信号，闭合并网断路器。本发明专利技术实施例将并网的相位同步拆分成频率同步和相位追踪两个阶段，以先同步频率再追踪相位的方式，降低了相位同步的难度，减少了调节过程中对系统的扰动；通过参考值的相加及退出时的平滑操作，过程中无模式切换，不会造成系统的阶跃和冲击。阶跃和冲击。阶跃和冲击。

【技术实现步骤摘要】
一种换流器孤岛转联网控制方法及装置


[0001]本专利技术实施例涉及可再生能源控制
，尤其涉及一种换流器孤岛转联网控制方法及装置。

技术介绍

[0002]近年来，随着经济的快速发展，用电总负荷连年升高。在碳中和的背景下，大力发展清洁能源建设，是目前电力行业发展的一个重要方向。风力、光伏等可再生能源发电比例的升高，对于电网系统的稳定产生了新的挑战。风能及光伏资源受天气及时间因素影响，具有随机性，对电网的电压及频率稳定性、电能质量等具有多方面的不良影响，降低了电网的系统惯性，弱化了电网抗干扰能力，影响电网的安全稳定运行。
[0003]将传统的同步发电机的特性运用到新能源并网控制中，从而催生出虚拟同步控制技术，能够使新能源发电系统具有一定的系统惯性，实现一次调频功能，对电网频率及电压提供必要的支撑作用，能够减少区域供电对传统火力发电的依赖。虚拟同步控制的应用，增强了用户侧微网运行的稳定性，提高了电网运行的灵活性，降低区域电网的耦合，为实现系统孤岛及联网运行的快速切换奠定了基础。
[0004]现有技术中通常采用断路器同期合闸进行并网的策略，该策略要求断路器具有同期合闸功能，客观上增加了一次设备的成本，此外通过调整电网与系统频率差时，大的频率差会造成相角差变化较快，对于断路器的同期合闸能力要求较高，且合闸时会造成一定程度的冲击，频率差过小会造成同步时间较长。并且现有的虚拟同步控制主动准同期控制策略，利用同期合闸时进行控制模式切换，切换过程会造成必定对系统造成一定程度的冲击。由于相位超前或滞后，只是相对的概念，超前30度也可称为滞后330度，与频率的大小无对应的关系，利用PI输出调节频率的方式，在频率差较大时，调节过程中，相角差变化过快，极易引起换流器输出频率的振荡，PI参数无法适应不同的频率差范围。

技术实现思路

[0005]基于现有技术的上述情况，本专利技术实施例的目的在于提供一种换流器孤岛转联网控制方法及装置，解决了现有技术孤岛转并网控制策略中对断路器同期合闸功能的依赖，以及现有准同期功能中模式切换的冲击问题，提高准同期控制的速度及准确性。
[0006]为达到上述目的，根据本专利技术实施例的一个方面，提供了一种换流器孤岛转联网控制方法，包括步骤：
[0007]S1、根据准同期投入指令生成第一使能信号，投入频率同步控制及幅值调整控制，拉动孤岛微网频率及幅值向电网逼近；
[0008]S2、孤岛微网与电网角速度差满足合闸要求时，生成第二使能信号，投入相位追踪控制；
[0009]S3、在相位追踪控制下，当孤岛微网与电网角速度差大于设定值时，则控制第二使能信号无效，退出相位追踪控制，跳转至步骤S1的频率同步控制；否则执行步骤S4；
[0010]S4、断路器两侧各电参数均满足条件时，生成并网断路器合闸允许信号；
[0011]S5、根据并网断路器合闸允许信号，闭合并网断路器，同时发送断路器合位状态。
[0012]进一步的，所述频率同步控制包括：
[0013]对孤岛微网角速度ω
s
与电网角速度ω
g
的差值进行PI调节，输出有功功率参考补偿P
delta
。
[0014]进一步的，所述步骤S2中，孤岛微网与电网角速度差满足合闸要求时，将所述频率同步控制中PI调节的输入置0并锁存该PI调节的输出。
[0015]进一步的，所述幅值调整控制包括：
[0016]对并网断路器孤岛侧电压幅值U
s
与并网断路器电网侧电压幅值U
g
的差值进行PI调节，输出无功功率参考补偿Q
delta
。
[0017]进一步的，所述孤岛微网与电网角速度差的合闸要求包括：
[0018][0019]其中，ω
delta
为孤岛微网与电网角速度差，ω
set2
为第二角度阈值，Δt1为连续满足上述条件ω
delta
＜ω
set2
的时间长度，T1为设置的时间定值。
[0020]进一步的，所述相位追踪控制包括：
[0021]对并网断路器孤岛侧电压相位θ
s
与并网断路器电网侧电压相位θ
g
的差值进行PI调节，输出虚拟转子角速度补偿量ω
delta
'。
[0022]进一步的，所述孤岛微网与电网角速度差大于设定值的条件包括：
[0023][0024]其中，ω
set1
为第一角度阈值，Δt2为连续满足上述条件的时间长度，T2为设置的时间定值。
[0025]进一步的，所述断路器两侧各电参数均满足条件包括：
[0026][0027]其中，ω
delta
为孤岛微网与电网角速度差，ω
set2
为第二角度阈值，θ
set
为相位阈值，U
set
为幅值阈值，Δt3为连续满足上述条件的时间长度，T3为设置的时间定值。
[0028]进一步的，所述断路器合位状态使得第一使能信号和第二使能信号无效。
[0029]根据本专利技术实施例的另一个方面，提供了一种换流器孤岛转联网控制装置，包括频率同步控制及幅值调整控制模块、相位追踪控制模块、调整模块、以及并网断路器合闸模块；其中，
[0030]所述频率同步控制及幅值调整控制模块，根据准同期投入指令生成第一使能信号，投入频率同步控制及幅值调整控制，拉动孤岛微网频率及幅值向电网逼近；
[0031]所述相位追踪控制模块，用于当孤岛微网与电网角速度差满足合闸要求时，生成第二使能信号，投入相位追踪控制；所述调整模块，在相位追踪控制下，当孤岛微网与电网角速度差大于设定值时，则控制第二使能信号无效，退出相位追踪控制；
[0032]所述并网断路器合闸模块，用于断路器两侧各电参数均满足条件时，生成并网断路器合闸允许信号；根据并网断路器合闸允许信号，闭合并网断路器，同时发送断路器合位状态。
[0033]综上所述，本专利技术提供了一种换流器孤岛转联网控制方法及装置，包括步骤：根据准同期投入指令生成第一使能信号，投入频率同步控制及幅值调整控制，拉动孤岛微网频率及幅值向电网逼近；孤岛微网与电网角速度差满足合闸要求时，生成第二使能信号，投入相位追踪控制；在相位追踪控制下，当孤岛微网与电网角速度差大于设定值时，则控制第二使能信号无效，退出相位追踪控制；断路器两侧各电参数均满足条件时，生成并网断路器合闸允许信号；根据并网断路器合闸允许信号，闭合并网断路器，同时发送断路器合位状态。本专利技术实施例提供的技术方案，将并网的相位同步拆分成频率同步和相位追踪两个阶段，以先同步频率，再追踪相位的方式，将频率和相位的耦合关系减弱，降低了相位同步的难度，利用先同步频率后调节相位的方法，降低了频率和相位的耦合性，避免了以相位为单输入时传递环节过多，不易找到稳定的调节方向，减少了调节过程中对系统的扰动；通过参考值的相加及退出时的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种换流器孤岛转联网控制方法，其特征在于，包括步骤：S1、根据准同期投入指令生成第一使能信号，投入频率同步控制及幅值调整控制，拉动孤岛微网频率及幅值向电网逼近；S2、孤岛微网与电网角速度差满足合闸要求时，生成第二使能信号，投入相位追踪控制；S3、在相位追踪控制下，当孤岛微网与电网角速度差大于设定值时，则控制第二使能信号无效，退出相位追踪控制，跳转至步骤S1的频率同步控制；否则执行步骤S4；S4、断路器两侧各电参数均满足条件时，生成并网断路器合闸允许信号；S5、根据并网断路器合闸允许信号，闭合并网断路器，同时发送断路器合位状态。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述频率同步控制包括：对孤岛微网角速度ω
s
与电网角速度ω
g
的差值进行PI调节，输出有功功率参考补偿P
delta
。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤S2中，孤岛微网与电网角速度差满足合闸要求时，将所述频率同步控制中PI调节的输入置0并锁存该PI调节的输出。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述幅值调整控制包括：对并网断路器孤岛侧电压幅值U
s
与并网断路器电网侧电压幅值U
g
的差值进行PI调节，输出无功功率参考补偿Q
delta
。5.根据权利要求1
‑
4中任意一项所述的方法，其特征在于，所述孤岛微网与电网角速度差的合闸要求包括：其中，ω
delta
为孤岛微网与电网角速度差，ω
set2
为第二角度阈值，Δt1为连续满足上述条件ω
delta
＜ω
set2
的时间长度，T1为设置的时间定值。6.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙攀磊，李泰，荆雪记，鲁庆华，申帅华，彭忠，肖龙，李艳梅，苏进国，张艳浩，胡永昌，李玉龙，程晓磊，曹清易，
申请(专利权)人：许继集团有限公司，
类型：发明
国别省市：