一种变流器的附加阻尼控制信号校正方法、介质及系统技术方案

本发明专利技术公开一种变流器的附加阻尼控制信号校正方法、介质及系统，包括：根据实际的同步频率，利用预先拟合的每一元素对应的计算通式确定实际的同步频率对应的传递函数矩阵的每一元素，其中，所述同步频率包括：次同步频率和超同步频率；根据每一所述元素，利用实际的同步频率对应的传递函数矩阵与相位和幅值的关系式，计算得到实际的同步频率下的每一元素的相位和幅值；采用实际的同步频率下的每一元素的相位和幅值，对输入的附加阻尼控制信号进行校正，以控制变流器的输出电流。本发明专利技术变流器根据校正后信号产生的电流准确跟踪附加阻尼控制信号。控制信号。控制信号。

【技术实现步骤摘要】
一种变流器的附加阻尼控制信号校正方法、介质及系统


[0001]本专利技术涉及变流器的附加阻尼控制信号校正
，尤其涉及一种变流器的附加阻尼控制信号校正方法、介质及系统。

技术介绍

[0002]新型电力系统的“源
‑
网
‑
荷”各个环节都在向高比例可再生能源和电力电子设备方向发展。而风电、光伏以及柔性直流输电等电力电子设备之间及其与交直流电网之间相互作用会引起几Hz到几kHz的宽频振荡问题，严重威胁电力系统的安全稳定运行。因此，研究宽频振荡的抑制有重要的实用意义。
[0003]已有研究表明，可以通过阻尼控制产生参考电流信号，控制变流器注入振荡频率电流来提升系统阻尼，从而抑制振荡。这种抑制方法通常需要专用的变流设备来产生振荡频率电流，但这种方案价格昂贵。因此，可以采用对系统中已安装的变流器设备，比如储能变流器和柔性交流输电系统(flexible ac transmission system，FACTS)设备进行改造升级，产生次/超同步电流用于振荡抑制。储能和FACTS设备主要为工作在工频(50Hz)而设计，不具备产生其他频率电流的功能，附加电流的控制方法需要兼顾变流器原有功能。同时注入的电流需要精确跟踪参考电流信号的幅值和相位，才能实现振荡抑制。目前，现有研究通常是将阻尼控制环节添加在原有变流器控制中，产生的参考信号直接叠加到变流器的调制波信号上。但是由于叠加在调制波信号上没有考虑变流器本身的动态特性，原有为工频设置的控制环节在用于其他频率电流控制时存在稳态误差；附加电流控制环节也没有形成闭环，因此导致实际产生的电流难以准确跟踪附加电流指令。

技术实现思路

[0004]本专利技术实施例提供一种变流器的附加阻尼控制信号校正方法、介质及系统，以解决现有技术对附加阻尼控制信号的校正存在误差的问题。
[0005]第一方面，提供一种变流器的附加阻尼控制信号校正方法，包括：
[0006]根据实际的同步频率，利用预先拟合的每一元素对应的计算通式确定实际的同步频率对应的传递函数矩阵的每一元素，其中，所述同步频率包括：次同步频率和超同步频率；
[0007]根据每一所述元素，利用实际的同步频率对应的传递函数矩阵与相位和幅值的关系式，计算得到实际的同步频率下的每一元素的相位和幅值；
[0008]采用实际的同步频率下的每一元素的相位和幅值，对输入的附加阻尼控制信号进行校正，以控制变流器的输出电流。
[0009]第二方面，提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序指令；所述计算机程序指令被处理器执行时实现如上述第一方面实施例所述的变流器的附加阻尼控制信号校正方法。
[0010]第三方面，提供一种变流器的附加阻尼控制信号校正系统，包括：
[0011]元素确定模块，用于根据实际的同步频率，利用预先拟合的每一元素对应的计算通式确定实际的同步频率对应的传递函数矩阵的每一元素，其中，所述同步频率包括：次同步频率和超同步频率；
[0012]参数确定模块，用于根据每一所述元素，利用实际的同步频率对应的传递函数矩阵与相位和幅值的关系式，计算得到实际的同步频率下的每一元素的相位和幅值；
[0013]信号校正模块，用于采用实际的同步频率下的每一元素的相位和幅值，对输入的附加阻尼控制信号进行校正，以控制变流器的输出电流。
[0014]这样，本专利技术实施例，根据预先拟合的元素对应的计算通式可确定变流器的传递函数矩阵中的元素，进而通过传递函数矩阵与相位和幅值的关系式确定元素的相位和幅值，以对附加阻尼控制信号进行幅值和相位校正，从而使得变流器根据校正后信号产生的电流能准确跟踪附加阻尼控制信号，减小误差。
附图说明
[0015]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对本专利技术实施例的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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0016]图1是本专利技术实施例的变流器的附加阻尼控制信号校正方法的流程图；
[0017]图2是典型变流器控制结构及附加阻尼控制信号的位置示意图；
[0018]图3是本专利技术实施例的变流器的附加阻尼控制信号校正方法的校正控制框图；
[0019]图4是本专利技术实施例的变流器的附加阻尼控制信号校正系统的结构框图；
[0020]图5是附加阻尼控制信号为20/80Hz时20Hz电流的控制效果示意图；
[0021]图6是附加阻尼控制信号为20/80Hz时80Hz电流的控制效果示意图。
具体实施方式
[0022]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作出创造性劳动前提下所获取的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0023]本专利技术实施例公开了一种变流器的附加阻尼控制信号校正方法。如图1所示，该方法包括如下的步骤：
[0024]步骤S101：根据实际的同步频率，利用预先拟合的每一元素对应的计算通式确定实际的同步频率对应的传递函数矩阵的每一元素。
[0025]其中，同步频率包括：次同步频率和超同步频率。
[0026]步骤S102：根据每一元素，利用实际的同步频率对应的传递函数矩阵与相位和幅值的关系式，计算得到实际的同步频率下的每一元素的相位和幅值。
[0027]根据辨识得到的传递函数矩阵，可以分析输入附加阻尼控制信号时，输出电流相对于输入信号的误差，从而对参考信号进行幅值和相位校正，产生校正后的信号附加到变流器电流内环控制中，使得变流器输出电流能够跟踪校正前的附加阻尼控制信号。
[0028]假设电流输出信号的参考值表示为：
[0029][0030]Δi
fsref
、分别为次同步频率下的电流测试信号的参考值和超同步频率下的电流测试信号的参考值。
[0031]根据传递函数矩阵得到的附加阻尼控制信号，即注入电流应校正为：
[0032][0033]为便于推导，以相量形式进行计算，则实际的同步频率对应的传递函数矩阵与相位和幅值的关系式为：
[0034][0035]其中，分别表示每一元素的相位，R
11
～R
22
分别表示每一元素的幅值。表示实际的同步频率对应的传递函数矩阵的逆矩阵。
[0036]步骤S103：采用实际的同步频率对应的每一元素的相位和幅值，对输入的附加阻尼控制信号进行校正，以控制变流器的输出电流。
[0037]其中，附加阻尼控制信号的产生方法可以参考申请号为202011281961.6《用于风电次同步振荡的自适应阻尼控制方法及装置》的专利申请，在此不再赘述。
[0038]基于前述得到的实际的同步频率下的每一元素的相位和幅本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种变流器的附加阻尼控制信号校正方法，其特征在于，包括：根据实际的同步频率，利用预先拟合的每一元素对应的计算通式确定实际的同步频率对应的传递函数矩阵的每一元素，其中，所述同步频率包括：次同步频率和超同步频率；根据每一所述元素，利用实际的同步频率对应的传递函数矩阵与相位和幅值的关系式，计算得到实际的同步频率下的每一元素的相位和幅值；采用实际的同步频率下的每一元素的相位和幅值，对输入的附加阻尼控制信号进行校正，以控制变流器的输出电流。2.根据权利要求1所述的变流器的附加阻尼控制信号校正方法，其特征在于，所述利用预先拟合的每一元素对应的计算通式确定实际的同步频率对应的传递函数矩阵的每一元素的步骤之前，所述方法还包括：将具有相同预设的同步频率的两组电流测试信号分别注入到变流器中，以使变流器根据两组所述电流测试信号分别输出两组电流输出信号和两组变流器并网点工频电压信号，其中，所述电流测试信号通过模拟电流振荡从产生到抑制的过程生成，两组所述电流测试信号的次同步分量和超同步分量的幅值不同且线性无关；根据每一预设的同步频率对应的两组电流测试信号、两组电流输出信号和两组变流器并网点工频电压信号，求解传递函数矩阵方程，得到每一预设的同步频率对应的传递函数矩阵；通过所有预设的同步频率所对应的传递函数矩阵中的相同位置的元素，拟合得到相同位置的所述元素对应的计算通式。3.根据权利要求2所述的变流器的附加阻尼控制信号校正方法，其特征在于，所述传递函数矩阵方程为：其中，Δi
fs1,k
和Δi
fs2,k
分别为第k个次同步频率下的两组电流输出信号的参考值，Δi
fsref1,k
和Δi
fsref2,k
分别为第k个次同步频率下的两组电流测试信号的参考值，和分别为第k个超同步频率下的两组电流输出信号的参考值，和分别为第k个超同步频率下的两组电流测试信号的参考值，分别表示第k个同步频率对应的传递函数矩阵，s
k
＝jω
s,k
，ω
s,k
表示第k个次同步频率，j表示虚数。4.根据权利要求3所述的变流器的附加阻尼控制信号校正方法，其特征在于：所述次同步频率下的两组电流输出信号的参考值分别等于所述次同步频率下的第一组电流输出信号的频域相量减去第一组变流器并网点工频电压信号的频域相量的相角，以及，第二组电流输出信号的频域相量减去第二组变流器并网点工频电压信号的频域相量的相角；
所述次同步频率下的两组电流测试信号的参考值分别等于所述次同步频率下的第一组电流测试信号的频域相量减去第一组变流器并网点工频电压信号的频域相量的相角，以及，第二组电流测试信号的频域相量减去第二组变流器并网点工频电压信号的频域相量的相角；所述超同步频率下的两组电流输出信号的参考值分别等于对所述超同步频率下的第一组电流输出信号的频域相量减去第一组变流器并网点工频电压信号的频域相量的相角得到的相量取共轭后的相量，以及，对第二组电流输出信号的频域相量减去第二组变流器并网点工频电压信号的频域相量的相角得到的相量取共轭后的相量；所述超同步频率下的两组电流测试信号的参考值分别等于对所述超同步频率下的第一组电流测试信号的频域相量减去第一组变流器并网点工频电压信号的频域相量的相角得到的相量取共轭后的相量，以及，对第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁茂生，谢小荣，李浩志，李宏强，任勇，摆世彬，顾雨嘉，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：