一种用于储能变流器低电压穿越恢复的控制方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种用于储能变流器低电压穿越恢复的控制方法及系统，通过获取储能变流器并网点的交流电压测量值，进行标幺化处理；并将处理后的交流电压测量值与触发低电压穿越控制的电压幅值进行比较；根据比较结果不同采用不同的策略获得电压外环控制的限幅值

【技术实现步骤摘要】
一种用于储能变流器低电压穿越恢复的控制方法及系统


[0001]本专利技术涉及电力电子
，特别涉及一种用于储能变流器低电压穿越恢复的控制方法
。

技术介绍

[0002]新能源在故障下的并网能力受到了广泛的关注
。
但风电
、
光伏具有随机波动的特点，新能源出力天气
、
季节等因素制约着新能源出力，严重影响电网系统功率平衡，甚至出现新能源大规模脱网问题
。
为此，越来越多的新能源电站配备了储能变流器，用来一直新能源出力波动，并改善系统的电能质量问题
。
根据相应标准规定，当系统发生电压跌落故障时，要求储能变流器能够保持一定时间不脱网，即储能变流器应具备低电压穿越能力
。
然而，故障期间储能变流器的控制策略与非线性限幅等环节，易在低电压穿越恢复过程中出现过电流的问题，由于储能变流器一般具有过电压
、
过电流保护控制环节，导致储能变流器低电压穿越恢复过程出现脱网问题，导致低电压穿越失败，严重威胁电网稳定运行
。
[0003]现有研究大多集中在电网电压跌落故障刚发生时或者进行中时，针对低电压穿越恢复过程的控制研究较少
。
且在针对动态无功电流进行控制时，可能出现电压跌落故障时的无功补偿能力不足的问题，影响储能变流器低电压穿越能力
。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题在于，提供一种用于储能变流器低电压穿越恢复的控制方法及系统，能够有效防止在电压跌落故障恢复时储能变流器出现过电流的问题，避免储能变流器低电压穿越失败而引起的脱网事故
。
[0005]本专利技术所采用的技术方案为，提供一种用于储能变流器低电压穿越恢复的控制方法，其包括以下步骤：
[0006]步骤
S1、
获取储能变流器并网点的交流电压测量值，进行标幺化处理；
[0007]步骤
S2、
判断所述进行标幺化处理后的交流电压测量值是否小于触发低电压穿越控制的电压幅值；
[0008]步骤
S3、
若是，则根据国标要求，计算典型低电压穿越恢复控制方法计算得到有功电流给定值
I
dref
、
无功电流给定值
I
qref
，并根据电压动态恢复特性，计算电压外环与电流内环的非线性限幅值，并计算外环动态无功系数；
[0009]步骤
S4、
若否，则将电压外环控制的限幅值与电流内环控制的限幅值确定为相应额定限幅值；
[0010]步骤
S5、
将上述步骤
S3
或步骤
S4
获得的电压外环控制的限幅值
、
电流内环控制的限幅值
、
无功电流指令值以及外环动态无功系数输入储能逆变器，进行低电压穿越控制
。
[0011]优选地，所述步骤
S1
进一步包括：
[0012]通过电压
、
电流测量装置，获取电压测量值
U
abc
和电流测量值
i
abc
，将获取的交流电压测量值
U
abc
进行对称分量分解，进行标幺化处理，得到电压跌落幅值
U
rms
。
[0013]优选地，所述步骤
S2
进一步包括：
[0014]将所述电压跌落幅值
U
rms
与触发低电压穿越控制的电压幅值
U
T
进行比较，判断所述电压跌落幅值
U
rms
是否小于触发低电压穿越控制的电压幅值
U
T
，其中，所述
U
T
取值为
0.85。
[0015]优选地，所述步骤
S3
进一步包括：
[0016]步骤
S30
，如果判断结果为电压跌落幅值
U
rms
小于低电压穿越控制的电压幅值
U
T
，采用下述公式计算在典型低电压穿越恢复控制方法下的有功电流给定值
I
dref
与无功电流给定值
I
qref
：
[0017][0018][0019]式中，
K
LVRT
与
K
LVRT
_
Z
分别为低电压穿越无功电流支撑系数与低电压穿越无功电流支撑系数，
I
N
为储能变流器额定电流；
U
rms
为系统并网点的交流电压跌落值，即储能变流器并网点电压标幺值；
[0020]步骤
S31
，根据电压动态恢复特性，计算电压外环与电流内环的非线性限幅值，并计算外环动态无功系数；具体根据获取系统并网点的交流电压测量值的标幺值
U
rms
，采用下述公式计算非线性限幅值
I
dlimit
与
I
qlimit
，计算外环动态无功系数
K
qw
：
[0021][0022]式中，
I
dreflimit
、I
qreflimit
、I
dlimit
与
I
qlimit
分别表示低电压穿越过程的电流内环与电压外环的非线性限幅值，
I
d_e
、I
q_e
、I
d_e
与
I
q_e
分别表示低电压穿越过程的电压外环与电流内环的额定限幅值，
K
qw
为外环动态无功系数
。
[0023]优选地，所述步骤
S4
进一步包括：
[0024]如果判断结果为电压跌落幅值
U
rms
大于或等于低电压穿越控制的电压幅值
U
T
，则将电压外环控制的额定限幅值确定为电压外环控制的非线性限幅值，将电压外环控制的额定限幅值确定为电流外环控制的非线性限幅值，将外环动态无功系数确定为
1。
[0025]相应地，本专利技术的另一方面，还提供一种用于储能变流器低电压穿越恢复的控制系统，其包括：
[0026]测量处理单元，用于获取储能变流器并网点的交流电压测量值，进行标幺化处理；
[0027]判断单元，用于判断所述进行标幺化处理后的交流电压测量值是否小于触发低电压穿越控制的电压幅值；
[0028]计算单元，用于在判断单元的判断结果为是时，则根据国标要求，计算典型低电压穿越恢复控制方法计算得到有功电流给定值
I
dref
、
无功本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种用于储能变流器低电压穿越恢复的控制方法，其特征在于，其包括以下步骤：步骤
S1、
获取储能变流器并网点的交流电压测量值，进行标幺化处理；步骤
S2、
判断所述进行标幺化处理后的交流电压测量值是否小于触发低电压穿越控制的电压幅值；步骤
S3、
若是，计算得到相应的有功电流给定值
I
dref
、
无功电流给定值
I
qref
，并根据电压动态恢复特性，计算电压外环与电流内环的非线性限幅值，并计算外环动态无功系数；步骤
S4、
若否，则将电压外环控制的限幅值与电流内环控制的限幅值确定为相应额定限幅值；步骤
S5、
将上述步骤
S3
或步骤
S4
获得的电压外环控制的限幅值
、
电流内环控制的限幅值
、
无功电流指令值以及外环动态无功系数输入储能逆变器，进行低电压穿越控制
。2.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤
S1
进一步包括：通过电压
、
电流测量装置，获取电压测量值
U
abc
和电流测量值
i
abc
，将获取的交流电压测量值
U
abc
进行对称分量分解，进行标幺化处理，得到电压跌落幅值
U
rms
。3.
如权利要求2所述的方法，所述步骤
S2
进一步包括：将所述电压跌落幅值
U
rms
与触发低电压穿越控制的电压幅值
U
T
进行比较，判断所述电压跌落幅值
U
rms
是否小于触发低电压穿越控制的电压幅值
U
T
，其中，所述
U
T
取值为
0.85。4.
如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤
S3
进一步包括：步骤
S30
，如果判断结果为电压跌落幅值
U
rms
小于低电压穿越控制的电压幅值
U
T
，采用下述公式计算在典型低电压穿越恢复控制方法下的有功电流给定值
I
dref
与无功电流给定值
I
qref
：：式中，
K
LVRT
与
K
LVRT
_
Z
分别为低电压穿越无功电流支撑系数与低电压穿越无功电流支撑系数，
I
N
为储能变流器额定电流；
U
rms
为系统并网点的交流电压跌落值，即储能变流器并网点电压标幺值；步骤
S31
，根据电压动态恢复特性，计算电压外环与电流内环的非线性限幅值，并计算外环动态无功系数；具体根据获取系统并网点的交流电压测量值的标幺值
U
rms
，采用下述公式计算非线性限幅值
I
dlimit
与
I
qlimit
，计算外环动态无功系数
K
qw
：式中，
I
dreflimit
、I
qreflimit
、I
dlimit
与
I
qlimit
分别表示低电压穿越过程的电流内环与电压外
环的非线性限幅值，
I
d_e
、I
q_e
、I
d_e
与
I
q_e
分别表示低电压穿越过程的电压外环与电流内环的额定限幅值，
K
qw
为外环动态无功系数
。5.
如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤
S4
进一步包括：如果判断结果为电压跌落幅值
U
rms
大于或等于低电压穿越控制的电压幅值
U
T
，则将电压外环控制的额定限幅值确定为电压外环控...

【专利技术属性】
技术研发人员：李鸿鑫，樊丽娟，程卓，柳洲，
申请(专利权)人：深圳供电局有限公司，
类型：发明
国别省市：