新能源发电机组的变流器及其控制方法和控制器技术

提供了一种新能源发电机组的变流器及其控制方法和控制器

【技术实现步骤摘要】
新能源发电机组的变流器及其控制方法和控制器


[0001]本公开总体说来涉及新能源
，更具体地讲，涉及一种新能源发电机组的变流器及其控制方法和控制器
。

技术介绍

[0002]并网变流器的低频振荡抑制方法主要是虚拟电感控制方法，虚拟电感控制方法是通过改变控制的线路电压，来模拟线路上增加了线路电感效果的方法
。
而对于并网变流器出现的高频振荡问题一般采取无源阻尼法和有源阻尼法来解决，其中无源阻尼法在大功率容量
、
高电压条件下会造成引入的无源电阻损耗过大，因此应用受限；基于电容电流反馈的有源阻尼法通过模拟电容并联电阻的等效阻尼，能够有效抑制高频振荡
。
[0003]大容量场景下新能源并网变流器，通常采用多个同种电压源型逆变器连接到公共并网点
(PCC
点
)
处，或者多个同种电流源型逆变器连接到公共并网点处的结构，这种结构很难较好地解决并网变流器的失稳问题
。

技术实现思路

[0004]本公开的示例性实施例在于提供一种新能源发电机组的变流器及其控制方法和控制器，其能够较好地解决并网变流器的失稳问题
。
[0005]根据本公开实施例的第一方面，提供一种新能源发电机组的变流器的控制方法，所述变流器包括：至少一个第一逆变器
、
至少一个第二逆变器
、
以及与各个逆变器一一对应的滤波器，所述各个逆变器的直流侧连接到所述新能源发电机组的发电机，所述各个逆变器的交流侧经由对应的滤波器连接到并网点；其中，所述控制方法包括：对于每个第一逆变器，确定所述第一逆变器的交流侧电压参考值，并基于所述第一逆变器的交流侧电压参考值，控制所述第一逆变器的三相功率模块；对于每个第二逆变器，确定所述第二逆变器的交流侧电压参考值，并基于所述第二逆变器的交流侧电压参考值，控制所述第二逆变器的三相功率模块；其中，所述第一逆变器和所述第二逆变器的交流侧电压参考值确定方式不同以抑制并网系统振荡
。
[0006]可选地，所述第一逆变器为通过电压电流双闭环控制的电压源型逆变器，所述第二逆变器为电流源型逆变器
、
或通过功率环和电流环控制的电压源型逆变器
。
[0007]可选地，所述新能源发电机组连接的电网包括弱电网，所述弱电网特征为系统短路比
SCR
在预定范围内
。
[0008]可选地，所述预定范围包括
SCR
值处于1到3之间
。
[0009]可选地，确定所述第一逆变器的交流侧电压参考值的步骤包括：基于所述第一逆变器的有功功率实际值和有功功率参考值，通过有功控制环得到所述第一逆变器的并网角度；基于所述第一逆变器的无功功率实际值和无功功率参考值
、
所述并网点的电压幅值
、
所述第一逆变器的输出电压基值，通过无功控制环得到所述第一逆变器的并网电压参考值；基于所述并网角度和所述并网电压参考值，通过电压电流双闭环，得到所述第一逆变器的
交流侧电压参考值的
d
轴分量和
q
轴分量
。
[0010]可选地，基于所述并网角度和所述并网电压参考值，通过电压电流双闭环，得到所述第一逆变器的交流侧电压参考值的
d
轴分量的步骤包括：计算所述第一逆变器的并网电流实际值的
q
轴分量与并网线路虚拟阻抗的乘积与所述并网电压参考值的和值，并将所述和值与所述并网点的电压实际值的
d
轴分量之间的差值，输入第一电压
PI
控制器；基于所述第一电压
PI
控制器的输出值
、
经过第一电流前馈环节处理后的所述并网电流实际值的
d
轴分量
、
所述并网点的电压实际值的
q
轴分量与所述第一逆变器对应的滤波电容阻抗的比值，得到所述第一逆变器的滤波电感电流参考值的
d
轴分量；将所述滤波电感电流参考值的
d
轴分量与所述第一逆变器的滤波电感电流的
d
轴分量之间的差值输入第一电流
PI
控制器；基于所述第一电流
PI
控制器的输出值
、
经过第一电压前馈环节处理后的所述并网点的电压实际值的
d
轴分量
、
所述第一逆变器的滤波电感电流的
q
轴分量与所述第一逆变器对应的滤波电感阻抗的乘积，得到所述第一逆变器的交流侧电压参考值的
d
轴分量；其中，所述并网角度用于进行
dq
解耦得到
d
轴分量和
q
轴分量
。
[0011]可选地，基于所述并网角度和所述并网电压参考值，通过电压电流双闭环，得到所述第一逆变器的交流侧电压参考值的
q
轴分量的步骤包括：计算0减去所述第一逆变器的并网电流实际值的
d
轴分量与并网线路虚拟阻抗的乘积得到的差值，并将所述差值与所述并网点的电压实际值的
q
轴分量之间的差值，输入第二电压
PI
控制器；基于所述第二电压
PI
控制器的输出值
、
经过第二电流前馈环节处理后的所述并网电流实际值的
q
轴分量
、
所述并网点的电压实际值的
d
轴分量与所述第一逆变器对应的滤波电容阻抗的比值，得到所述第一逆变器的滤波电感电流参考值的
q
轴分量；将所述滤波电感电流参考值的
q
轴分量与所述第一逆变器的滤波电感电流的
q
轴分量之间的差值输入第二电流
PI
控制器；基于所述第二电流
PI
控制器的输出值
、
经过第二电压前馈环节处理后的所述并网点的电压实际值的
q
轴分量
、
所述第一逆变器的滤波电感电流的
d
轴分量与所述第一逆变器对应的滤波电感阻抗的乘积，得到所述第一逆变器的交流侧电压参考值的
q
轴分量；其中，所述并网角度用于进行
dq
解耦得到
d
轴分量和
q
轴分量
。
[0012]可选地，基于所述第一逆变器的有功功率实际值和有功功率参考值，通过有功控制环得到所述第一逆变器的并网角度的步骤包括：基于所述第一逆变器的有功功率实际值和有功功率参考值，通过虚拟同步发电机控制环节中的有功控制环得到所述第一逆变器的并网角度；基于所述第一逆变器的无功功率实际值和无功功率参考值
、
所述并网点的电压幅值
、
所述第一逆变器的输出电压基值，通过无功控制环得到所述第一逆变器的并网电压参考值的步骤包括：基于所述第本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种新能源发电机组的变流器的控制方法，其特征在于，所述变流器包括：至少一个第一逆变器
、
至少一个第二逆变器
、
以及与各个逆变器一一对应的滤波器，所述各个逆变器的直流侧连接到所述新能源发电机组的发电机，所述各个逆变器的交流侧经由对应的滤波器连接到并网点；其中，所述控制方法包括：对于每个第一逆变器，确定所述第一逆变器的交流侧电压参考值，并基于所述第一逆变器的交流侧电压参考值，控制所述第一逆变器的三相功率模块；对于每个第二逆变器，确定所述第二逆变器的交流侧电压参考值，并基于所述第二逆变器的交流侧电压参考值，控制所述第二逆变器的三相功率模块；其中，所述第一逆变器和所述第二逆变器的交流侧电压参考值确定方式不同以抑制并网系统振荡
。2.
根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述第一逆变器为通过电压电流双闭环控制的电压源型逆变器，所述第二逆变器为电流源型逆变器
、
或通过功率环和电流环控制的电压源型逆变器
。3.
根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述新能源发电机组连接的电网包括弱电网，所述弱电网特征为系统短路比
SCR
在预定范围内
。4.
根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，所述预定范围包括
SCR
值处于1到3之间
。5.
根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，确定所述第一逆变器的交流侧电压参考值的步骤包括：基于所述第一逆变器的有功功率实际值和有功功率参考值，通过有功控制环得到所述第一逆变器的并网角度；基于所述第一逆变器的无功功率实际值和无功功率参考值
、
所述并网点的电压幅值
、
所述第一逆变器的输出电压基值，通过无功控制环得到所述第一逆变器的并网电压参考值；基于所述并网角度和所述并网电压参考值，通过电压电流双闭环，得到所述第一逆变器的交流侧电压参考值的
d
轴分量和
q
轴分量
。6.
根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，基于所述并网角度和所述并网电压参考值，通过电压电流双闭环，得到所述第一逆变器的交流侧电压参考值的
d
轴分量的步骤包括：计算所述第一逆变器的并网电流实际值的
q
轴分量与并网线路虚拟阻抗的乘积与所述并网电压参考值的和值，并将所述和值与所述并网点的电压实际值的
d
轴分量之间的差值，输入第一电压
PI
控制器；基于所述第一电压
PI
控制器的输出值
、
经过第一电流前馈环节处理后的所述并网电流实际值的
d
轴分量
、
所述并网点的电压实际值的
q
轴分量与所述第一逆变器对应的滤波电容阻抗的比值，得到所述第一逆变器的滤波电感电流参考值的
d
轴分量；将所述滤波电感电流参考值的
d
轴分量与所述第一逆变器的滤波电感电流的
d
轴分量之间的差值输入第一电流
PI
控制器；基于所述第一电流
PI
控制器的输出值
、
经过第一电压前馈环节处理后的所述并网点的
电压实际值的
d
轴分量
、
所述第一逆变器的滤波电感电流的
q
轴分量与所述第一逆变器对应的滤波电感阻抗的乘积，得到所述第一逆变器的交流侧电压参考值的
d
轴分量；其中，所述并网角度用于进行
dq
解耦得到
d
轴分量和
q
轴分量
。7.
根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，基于所述并网角度和所述并网电压参考值，通过电压电流双闭环，得到所述第一逆变器的交流侧电压参考值的
q
轴分量的步骤包括：计算0减去所述第一逆变器的并网电流实际值的
d
轴分量与并网线路虚拟阻抗的乘积得到的差值，并将所述差值与所述并网点的电压实际值的
q
轴分量之间的差值，输入第二电压
PI
控制器；基于所述第二电压
PI
控制器的输出值
、
经过第二电流前馈环节处理后的所述并网电流实际值的
q
轴分量
、
所述并网点的电压实际值的
d
轴分量与所述第一逆变器对应的滤波电容阻抗的比值，得到所述第一逆变器的滤波电感电流参考值的
q
轴分量；将所述滤波电感电流参考值的
q
轴分量与所述第一逆变器的滤波电感电流的
q
轴分量之间的差值输入第二电流
PI
控制器；基于所述第二电流
PI
控制器的输出值
、
经过第二电压前馈环节处理后的所述并网点的电压实际值的
q
轴分量
、
所述第一逆变器的滤波电感电流的
d
轴分量与所述第一逆变器对应的滤波电感阻抗的乘积，得到所述第一逆变器的交流侧电压参考值的
q
轴分量；其中，所述并网角度用于进行
dq
解耦得到
d
轴分量和
q
轴分量
。8.
根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，基于所述第一逆变器的有功功率实际值和有功功率参考值，通过有功控制环得到所述第一逆变器的并网角度的步骤包括：基于所述第一逆变器的有功功率实际值和有功功率参考值，通过虚拟同步发电机控制环节中的有功控制环得到所述第一逆变器的并网角度；基于所述第一逆变器的无功功率实际值和无功功率参考值
、
所述并网点的电压幅值
、
所述第一逆变器的输出电压基值，通过无功控制环得到所述第一逆变器的并网电压参考值的步骤包括：基于所述第一逆变器的无功功率实际值和无功功率参考值
、
所述并网点的电压幅值
、
所述第一逆变器的输出电压基值，通过虚拟同步发电机控制环节中的无功控制环得到所述并网电压参考值
。9.
根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述第二逆变器为通过功率环和电流环控制的电压源型逆变器；其中，确定所述第二逆变器的交流侧电压参考值的步骤包括：基于所述第二逆变器的有功功率实际值和有功功率参考值，通过有功控制环得到所述第二逆变器的并网角度；基于所述第二逆变器的无功功率实际值和无功功率参考值
、
所述并网点的电压幅值和电压参考值，通过无功控制环得到所述第二逆变器的虚拟内电势参考值；...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨志千，郭锐，吕梁年，敬双，张学广，
申请(专利权)人：北京金风科创风电设备有限公司，
类型：发明
国别省市：