一种抑制GFM-VSC并网系统不对称故障电流的方法和系统技术方案

本发明专利技术提供一种抑制GFM

【技术实现步骤摘要】
一种抑制GFM
‑
VSC并网系统不对称故障电流的方法和系统


[0001]本专利技术涉及构网型变流器领域，并且更具体地，涉及一种抑制GFM
‑
VSC并网系统不对称故障电流的方法和系统。

技术介绍

[0002]随着新能源发电的不断发展，当前电力系统的电源结构发生了显著变化，传统同步发电设备的占比逐渐减小，而以电压源型变流器(voltage source converter,VSC)为接口的电力电子电源渗透率不断升高，进一步挖掘基于VSC的电力电子电源的潜能，是未来电网发展的迫切需要。
[0003]近年来，构网型(grid forming,GFM)技术作为一种新思路，通过对VSC系统的控制重塑，使其具备传统同步机提供的功能，得到了广泛关注。现阶段，针对小扰动下GFM
‑
VSC系统的研究已较为成熟，然而由于电力电子开关器件的弱过流能力，大扰动下GFM
‑
VSC系统的暂态安全稳定运行仍是制约其应用的关键因素之一。如何设计合理的限幅方法既保证系统暂态安全性与稳定性，又不影响GF本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抑制构网型GFM
‑
VSC并网系统不对称故障电流的方法，其特征在于，所述方法包括：在电网电压发生不对称故障时，获取GFM
‑
VSM系统中各相的端口电压与内电势；对各相的端口电压与内电势分别进行移相和坐标交换，获取各相的虚拟端口电压和虚拟内电势；根据各相的虚拟接口电压和虚拟内电势，以及各相对应的启动判据，确定各相的判据结果；根据各相的判据结果分别计算各相的内电势幅相补偿值；基于各相的内电势幅相补偿值改变GFM
‑
VSM系统各相的内电势，控制各相的暂态电流不超过设备允许的最大电流。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在电网电压发生不对称故障时，获取GFM
‑
VSM系统中各相的端口电压与内电势，其中，所述各相的端口电压与内电势的表达式为：式中，u
vsc,a
，u
vsc,b
，u
vsc,c
分别为abc坐标系下GFM
‑
VSM系统的A，B，C三相的端口电压，e
a
，e
b
，e
c
分别为abc坐标系下GFM
‑
VSM系统的A，B，C三相的内电势，u
ma
，u
mb
，u
mc
分别为abc坐标系下GFM
‑
VSM系统的A，B，C三相的端口电压幅值，θ为端口电压相位，e
ma
，e
mb
，e
mc
分别为abc坐标系下GFM
‑
VSM系统的A，B，C三相的内电势幅值。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对各相的端口电压与内电势分别进行移相和坐标交换，获取各相的虚拟端口电压和虚拟内电势包括：将GFM
‑
VSM系统i相的端口电压与内电势分别移相120
°
与240
°
，生成i相在abc坐标系下的三组虚拟端口电压与三组虚拟内电势，其表达式为：式中，i∈{a,b,c}，u
vsc,ia
，u
vsc,ib
，u
vsc,ic
分别为i相在abc坐标系下的三组虚拟端口电压，e
ia
，e
ib
，e
ic
分别为i相在abc坐标系下的三组虚拟内电势；将i相在abc坐标系下的三组虚拟端口电压与三组虚拟内电势通过坐标变化矩阵分别转换为i相在dq坐标系下的两组虚拟端口电压和两组虚拟内电势，其表达式为：式中，u
id
和u
iq
分别为i相在dq坐标系下的两组虚拟端口电压，e
id
和e
iq
分别为i相在dq坐
标系下的两组虚拟内电势，T iabc/dq
为i相的坐标变化矩阵，旋转角度依次相差120
°
。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据各相的虚拟接口电压和虚拟内电势，以及各相对应的启动判据，确定各相的判据结果，包括：当i相在dq坐标系下的虚拟接口电压和虚拟内电势满足i相的启动判据时，判据结果为输出使能信息1，其中，i相的启动判据的表达式为：式中，X
F
为GFM
‑
VSC系统的低通滤波电感的感抗；I
O,max
为设备允许的最大电流值；当i相的虚拟接口电压和虚拟内电势不满足i相的启动判据时，判据结果为输出使能信息0。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据各相的判据结果分别计算各相的内电势幅相补偿值，包括：当i相的判据结果为输出使能信息1时，基于i相在dq坐标系下的虚拟接口电压和虚拟内电势计算i相的内电势相位补偿最小值和最大值，其计算公式为：式中，Δθ
mini
与Δθ
maxi
分别为GFM
‑
VSC系统的i相的内电势相位补偿最小值与最大值；令Δθ
i
∈(Δθ
min i
,Δθ
max i
)，根据所述Δθ
i
，以及i相在dq坐标系下的虚拟接口电压和虚拟内电势计算i相内电势幅值补偿最小值和最大值，其计算公式为：式中，Δe
i,min
与Δe
i,max
分别为GFM
‑
VSC系统的i相的内电势幅值补偿最小值与最大值；令则Δe
i
和Δθ
i
分别为i相满足启动判据时的内电势幅值补偿值各相位补偿值；当i相的判据结果为输出使能信息0时，i相的内电势幅值补偿值各相位补偿值均为0。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述基于各相的内电势幅相补偿值改变GFM
‑
VSM系统各相的内电势，控制各相的暂态电流不超过设备允许的最大电流，包括：将各相的内电势幅相补偿值分别与在电网电压发生不对称故障时获取的各相的内电势幅相值相加，确定GFM
‑
VSM系统各相的调整后内电势；
根据各相的调整后内电势进行内电势参考电压合成，确定各相合成后的内电势，其中，所述内电势参考电压合成包括电压合成与PWM调制；根据各相合成后的内电势输出控制指令直接改变GFM
‑
VSC系统的各相内电势，使各相的暂态电流不超过设备允许的最大电流。7.一种抑制GFM
‑
VSC并网...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙华东，杜毅，郑超，杨大业，李文锋，吕思卓，宋瑞华，陈怡君，连攀杰，邓嘉卿，姜静雅，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：