一种电力电子换流器低电压穿越控制方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提出了一种电力电子换流器低电压穿越控制方法及装置，包括：获取电力电子换流器的端电压，根据端电压判断电力系统进入低穿状态时，将有功电流置零；确定低电压穿越控制时的平衡点存在约束；在满足平衡点存在约束的情况下持续提升有功电流，当有功电流抬升至平衡点存在约束的边界时，停止提升有功电流，直至端电压从低穿状态中恢复正常。本发明专利技术只需单纯提升故障期间的有功电流，并基于实测的端口电压和无功电流参考值，通过判据限制有功电流的上升，控制逻辑简单，在保障故障期间换流器穿越能力的同时，能够提升换流器有功输出，同时兼顾一定的无功输出。时兼顾一定的无功输出。时兼顾一定的无功输出。

【技术实现步骤摘要】
一种电力电子换流器低电压穿越控制方法及装置


[0001]本专利技术属于电力设备
，尤其涉及一种电力电子换流器低电压穿越控制方法及装置。

技术介绍

[0002]随着新能源电力的不断发展，以光伏和风电为主的新能源电源广泛通过电力电子换流设备接入系统，形成了高比例新能源和高比例电力电子设备的新型电力系统。新能源的接入，不仅改变了电力系统的静态电压稳定和同步稳定特性，同时对电力系统故障期间的动态稳定特性也造成了深刻影响。为保证在故障期间新能源设备的生存能力，使其不脱网运行并同时向电力系统提供电压支撑，低电压穿越技术被广泛地应用，并且取得了很好的效果。
[0003]常规的低电压穿越方法主要着眼为电力系统提供电压支撑的能力，传统方法是尽可能地提高电力电子换流器的无功电流，同时将有功电流降低。然而，当电力系统的主要矛盾是故障期间的有功功率不平衡，进而导致频率出现不稳定等问题时，该方法可能不是最佳选择。但是若提升有功电流，可能引起低压穿越期间失去运行平衡点。因此，有必要提出能够提供有功功率支撑，并能保证低电压穿越期间系统存在平衡点的，相对简单的低电压穿越控制方法。

技术实现思路

[0004]为了解决现有技术中低电压穿越控制时大多采取降低有功电流的方式，以无功电流为主导进行控制，这样造成电力系统的有功功率缺额较大，进而对频率响应造成不利影响的技术问题，本专利技术提出了一种在低电压穿越控制时既能够尽可能抬升有功功率，又能够避免穿越期间失去运行平衡点的方法，使电力系统能够在低电压穿越控制期间稳定运行。
>[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术提出了一种电力电子换流器低电压穿越控制方法，包括：获取电力电子换流器的端电压，根据端电压判断电力系统进入低穿状态时，将有功电流置零；确定低电压穿越控制时的平衡点存在约束；在满足平衡点存在约束的情况下持续提升有功电流，当有功电流抬升至平衡点存在约束的边界时，停止提升有功电流，直至端电压从低穿状态中恢复正常。
[0006]可选的，所述确定低电压穿越控制时的平衡点存在约束，包括：根据电力系统发生断路故障后的拓扑结构变化，确定电力系统的等值电抗值的上确界X
max
；确定所述平衡点存在约束为：
其中，I
dref
是直接受控的电力电子换流器低电压穿越期间发出的有功电流，V是电力电子换流器的端电压；I
qref
是电力电子换流器在低电压穿越期间发出的无功电流，I
max
是电力电子换流器的电流限值。
[0007]可选的，所述控制方法在停止提升有功电流，控制当前的有功电流维持不变，使电力系统进行故障稳态阶段。
[0008]可选的，当端电压从低穿状态中恢复正常时，所述方法还包括：切换电力电子换流器到外环控制。
[0009]本实施例还对应提出了一种电力电子换流器低电压穿越控制装置，包括：置零单元：用于获取电力电子换流器的端电压，根据端电压判断电力系统进入低穿状态时，将有功电流置零；约束单元：用于确定低电压穿越控制时的平衡点存在约束；控制单元：用于在满足平衡点存在约束的情况下持续提升有功电流，当有功电流抬升至平衡点存在约束的边界时，停止提升有功电流，直至端电压从低穿状态中恢复正常。
[0010]可选的，所述约束单元用于：根据电力系统发生断路故障后的拓扑结构变化，确定电力系统的等值电抗值的上确界X
max
；确定所述平衡点存在约束为：；确定所述平衡点存在约束为：其中，I
dref
是直接受控的电力电子换流器低电压穿越期间发出的有功电流，V是电力电子换流器的端电压；I
qref
是电力电子换流器在低电压穿越期间发出的无功电流，I
max
是电力电子换流器的电流限值。
[0011]可选的，所述控制单元还用于在停止提升有功电流，控制当前的有功电流维持不变，使电力系统进行故障稳态阶段。
[0012]可选的，所述控制单元还用于：当端电压从低穿状态中恢复正常时，切换电力电子换流器到外环控制。
[0013]本专利技术提供的技术方案带来的有益效果是：本专利技术只需单纯提升故障期间的有功电流，并基于实测的端口电压和无功电流参考值，通过判据限制有功电流的上升，控制逻辑简单，在保障故障期间换流器穿越能力的同时，能够提升换流器有功输出，同时兼顾一定的无功输出。
附图说明
[0014]为了更清楚地说明本专利技术的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0015]图1为本专利技术实施例一提出的一种电力电子换流器低电压穿越控制方法的流程示
意图；图2为本专利技术实施例一提出的电力系统断路故障时的低电压穿越控制流程图；图3为不采用低电压穿越控制时电力电子换流器的端电压仿真波形图；图4为不采用低电压穿越控制时电力电子换流器的功率仿真波形图；图5为采用传统的低电压穿越控制时电力电子换流器的端电压仿真波形图；图6为采用传统的低电压穿越控制时电力电子换流器的功率仿真波形图；图7为采用本专利技术实施例中的低电压穿越控制时电力电子换流器的端电压仿真波形图；图8为采用本专利技术实施例中的低电压穿越控制时电力电子换流器的功率仿真波形图；图9为本专利技术实施例二提出的一种电力电子换流器低电压穿越控制装置的结构示意图。
具体实施方式
[0016]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0017]本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本专利技术的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
[0018]应当理解，在本专利技术的各种实施例中，各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本专利技术实施例的实施过程构成任何限定。
[0019]应当理解，在本专利技术中，“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0020]应当理解，在本专利技术中，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电力电子换流器低电压穿越控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：获取电力电子换流器的端电压，根据端电压判断电力系统进入低穿状态时，将有功电流置零；确定低电压穿越控制时的平衡点存在约束；在满足平衡点存在约束的情况下持续提升有功电流，当有功电流抬升至平衡点存在约束的边界时，停止提升有功电流，直至端电压从低穿状态中恢复正常。2.根据权利要求1所述的一种电力电子换流器低电压穿越控制方法，其特征在于，所述确定低电压穿越控制时的平衡点存在约束，包括：根据电力系统发生断路故障后的拓扑结构变化，确定电力系统的等值电抗值的上确界X
max
；确定所述平衡点存在约束为：；确定所述平衡点存在约束为：其中，I
dref
是直接受控的电力电子换流器低电压穿越期间发出的有功电流，V是电力电子换流器的端电压；I
qref
是电力电子换流器在低电压穿越期间发出的无功电流，I
max
是电力电子换流器的电流限值。3.根据权利要求1所述的一种电力电子换流器低电压穿越控制方法，其特征在于，所述控制方法在停止提升有功电流，控制当前的有功电流维持不变，使电力系统进行故障稳态阶段。4.根据权利要求1所述的一种电力电子换流器低电压穿越控制方法，其特征在于，当端电压从低穿状态中恢复正常时，所述方法还包括：切换电力电子换流器到外环控制。5.一种电力电子换流器低...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭俊辉，常俊晓，王晨，董炜，李建华，张晶，金挺超，娄云天，陈新建，周洪青，李皓，刘昕宇，林朝霞，王家琪，朱逸芝，
申请(专利权)人：国网浙江省电力有限公司台州供电公司，
类型：发明
国别省市：