【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于变流器控制，具体涉及一种构网型变流器的相角限幅控制方法。
技术介绍
1、本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
2、可再生能源在当今电力系统中的渗透率越来越高，电压源型变流器(voltagesource converter，vsc)被广泛应用。新能源场站通过锁相环(phase-locked loop，pll)获得公共耦合点(point of common coupling，pcc)的相位信息，采用经典的矢量电流控制来调节vsc的角度，使得期望功率通过vsc输送到主电网，这种类型的变流器被称为跟网型(grid-following，gfl)变流器。工程实践表明，gfl变流器的增加将对电力系统的稳定性和安全性产生不利影响，尤其是当它们应用到弱交流电网的时候。
3、为了应对这些挑战，将vsc的控制方式转变为构网型(grid-forming，gfm)变流器是一种极具前景的方法，这种类型的变流器能很好地作为电压源运行于恒压控制(constant voltage control,cvc)模式，为电网的正常运行提供必要的支撑。但是，由于gfm变流器的电压源特性，故障时的过电流保护是阻碍gfm变流器广泛应用的关键问题之一。
4、基于电流饱和算法(current saturation algorithm，csa)的限流控制(currentlimiting control，clc)策略能够很好地约束故障电流，该策略通过经典的矢量电流控制生成d-q轴故障电流参考值。
技术实现思路
1、本专利技术为了解决上述问题，提出了一种构网型变流器的相角限幅控制方法，本专利技术通过对gfm变流器同步环节施加限幅控制，限制gfm变流器故障期间的相角变化，保证故障清除后gfm变流器能够顺利地恢复到正常运行状态，以提升gfm变流器的故障恢复能力。
2、根据一些实施例，本专利技术采用如下技术方案：
3、第一方面，提供一种构网型变流器的相角限幅控制方法，包括以下步骤：
4、在故障恢复不成功时，对构网型变流器同步环节施加限幅控制，限制构网型变流器故障期间的相角变化，将定并网点电压在故障期间限制在预设的运动范围内。
5、以保证故障清除后构网型变流器能够顺利地恢复到正常运行状态。
6、作为可选择的实施方式，还包括以下步骤：
7、将构网型变流器连接至电网，控制构网型变流器运行在恒压控制模式下；
8、电网电压跌落，并网系统发生故障时，构网型变流器切换运行至限流控制模式；
9、电网电压恢复，并网系统故障清除时，若构网型变流器的相角在故障清除瞬间满足设定条件则故障恢复成功，切换运行回恒压控制模式。
10、作为进一步的实施方式，控制构网型变流器运行在恒压控制模式下的具体过程包括，同步环节采用p-f下垂控制，通过双闭环控制进行定并网点电压控制，构网型变流器运行在恒压控制模式下。
11、作为可选择的实施方式，构网型变流器切换运行至限流控制模式的具体过程包括：对构网型变流器采用限流策略，当构网型变流器电压环输出的电流参考值的绝对值大于等于最大输出电流幅值icmax时，构网型变流器电流环输入的电流参考值为其中φ为输出电流矢量与d轴的夹角，否则，构网型变流器电流环输入的电流参考值为电压环输出的电流参考值；
12、限流模式下，并网点电压的轨迹是一个半径为电网电压的圆。
13、作为可选择的实施方式，所述设定条件包括：
14、
15、故障清除瞬间，当并网点电压恰好位于上述确定的圆内，且系统参数同时满足在以下集合内：
16、ω＝[2kπ-cos-1(m),2kπ+cos-1(m)],k∈z
17、其中集合满足：
18、
19、其中，up为并网点电压；ug为电网电压；uref为并网点电压参考值；rg和lg分别为传输线路电阻和电感；ωg为电网角频率；θ为构网型变流器dq坐标系与电网xy坐标系的夹角，kpu为电压环比例系数，upd和upq分别为并网点电压的d轴和q轴分量，icmax为构网型变流器最大输出电流幅值。
20、作为可选择的实施方式，对于下垂型构网型变流器，在限流控制期间平衡点处的输出功率满足功率参考值，求解出变流器的稳定平衡点θsep和不稳定平衡点θuep；
21、若变流器没有满足设定条件，仍处于限流控制模式，若故障清除瞬间并网点电压位于-θuep左侧，则并网点电压以顺时针方向接近-θsep，变流器会锁在限流控制模式下的稳定平衡点，故障恢复失败；
22、若故障清除瞬间并网点电压位于-θuep右侧，并网点电压以逆时针方向接近-θsep，并网点电压会重新满足设定条件，且不再发生过流，变流器成功切换回恒压控制模式，故障恢复成功。
23、作为可选择的实施方式，在故障恢复不成功时，对构网型变流器同步环节施加限幅控制，限幅控制的上限θmax＝θuep，通过限制构网型故障期间的相角变化，让并网点电压在故障清除后，能满足设定条件内或者落在-θuep右侧，最终成功切换回恒压控制模式。
24、第二方面，提供一种构网型变流器的相角限幅控制系统，包括：
25、限幅控制模块，被配置为在故障恢复不成功时，对构网型变流器同步环节施加限幅控制，限制构网型变流器故障期间的相角变化，将定并网点电压在故障期间限制在预设的运动范围内。
26、还包括：
27、用于将构网型变流器连接至电网，控制构网型变流器运行在恒压控制模式下的模块；
28、用于在电网电压跌落，并网系统发生故障时，构网型变流器切换运行至限流控制模式的模块；
29、用于在电网电压恢复，并网系统故障清除时，若构网型变流器的相角在故障清除瞬间满足设定条件则故障恢复成功，切换运行回恒压控制模式的模块。
30、第三方面，提供一种电子设备，包括存储器和处理器以及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机指令，所述计算机指令被处理器运行时，完成所述的方法中的步骤。
31、与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
32、本专利技术通过刻画gfm变流器故障清除后的不同运行状态及切换边界，并结合平衡点完整地提供下垂型gfm变流器的故障恢复控制过程，能够实现下垂型gfm变流器的全过程控制。
33、本专利技术能够限制up在故障期间的运动范围，通过对gfm变流器同步环节施加限幅控制，限制gfm故障期间的相角变化，让up在故障清除后满足成功切换回cvc模式的条件，提升了gfm变流器的故障恢复能力。
34、本专利技术可应用于gfm变流器相角限幅值的设计，提升相角限幅控制方法的实用价值，保证gfm变本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种构网型变流器的相角限幅控制方法，其特征是，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种构网型变流器的相角限幅控制方法，其特征是，还包括以下步骤：
3.如权利要求2所述的一种构网型变流器的相角限幅控制方法，其特征是，控制构网型变流器运行在恒压控制模式下的具体过程包括，同步环节采用P-f下垂控制，通过双闭环控制进行定并网点电压控制，构网型变流器运行在恒压控制模式下。
4.如权利要求2所述的一种构网型变流器的相角限幅控制方法，其特征是，构网型变流器切换运行至限流控制模式的具体过程包括：对构网型变流器采用限流策略，当构网型变流器电压环输出的电流参考值的绝对值大于等于最大输出电流幅值Icmax时，构网型变流器电流环输入的电流参考值为其中φ为输出电流矢量与d轴的夹角，否则，构网型变流器电流环输入的电流参考值为电压环输出的电流参考值；
5.如权利要求2所述的一种构网型变流器的相角限幅控制方法，其特征是，所述设定条件包括：
6.如权利要求2所述的一种构网型变流器的相角限幅控制方法，其特征是，对于下垂型构网型变流器，在限流控制期间平
7.如权利要求1-6中任一项所述的一种构网型变流器的相角限幅控制方法，其特征是，在故障恢复不成功时，对构网型变流器同步环节施加限幅控制，限幅控制的上限θmax＝θUEP，通过限制构网型故障期间的相角变化，让并网点电压在故障清除后，能满足设定条件内或者落在-θUEP右侧，最终成功切换回恒压控制模式。
8.一种构网型变流器的相角限幅控制系统，其特征是，包括：
9.如权利要求8所述的一种构网型变流器的相角限幅控制系统，其特征是，还包括：
10.一种电子设备，其特征是，包括存储器和处理器以及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机指令，所述计算机指令被处理器运行时，完成权利要求1-7中任一项所述的方法中的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种构网型变流器的相角限幅控制方法，其特征是，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种构网型变流器的相角限幅控制方法，其特征是，还包括以下步骤：
3.如权利要求2所述的一种构网型变流器的相角限幅控制方法，其特征是，控制构网型变流器运行在恒压控制模式下的具体过程包括，同步环节采用p-f下垂控制，通过双闭环控制进行定并网点电压控制，构网型变流器运行在恒压控制模式下。
4.如权利要求2所述的一种构网型变流器的相角限幅控制方法，其特征是，构网型变流器切换运行至限流控制模式的具体过程包括：对构网型变流器采用限流策略，当构网型变流器电压环输出的电流参考值的绝对值大于等于最大输出电流幅值icmax时，构网型变流器电流环输入的电流参考值为其中φ为输出电流矢量与d轴的夹角，否则，构网型变流器电流环输入的电流参考值为电压环输出的电流参考值；
5.如权利要求2所述的一种构网型变流器的相角限幅控制方法，其特征是，所述设定条件包括...
【专利技术属性】
技术研发人员：叶华，杨伽伦，王延团，刘玉田，张文，褚晓东，李常刚，牟倩颖，赵琪，李宇骏，杜正春，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：
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