【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于新能源发电，更具体地，涉及一种并网逆变器的跟构网切换控制方法、装置和电站系统。
技术介绍
1、新能源发电相较于传统化石能源具有可利用性高，无污染等重要优势。大力发展风电、太阳能发电等可再生能源,实现能源生产的绿色转型，是全球实现可持续发展的必由之路。中国可再生能源发展增速更加明显。截至2019年底,中国风电和光伏发电累计装机分别达到2.1亿kw和2.04亿kw,均位居世界第一。在高比例可再生能源发展场景下,到2050年中国可再生能源占总发电量达到85％以上。
2、新能源发电及储能设备多使用电力电子设备接入电网，新能源发电量进一步增加，使电力系统向着高比例可再生能源和高比例电力电子设备趋势快速发展。高电力电子渗透率使电网强度持续减弱。当前新能源并网逆变器控制主要使用基于pll的跟网控制，依照强电网下运行特性进行整定，在弱网下具有次同步振荡风险，无法应对未来交流电网进一步减弱的趋势。基于自同步的构网控制在弱网下具有较强的稳定性，并且可以支撑跟网机组维持稳定运行。
3、因此，急需一种新能源场站跟网/构网切换控制对当前全跟网运行的新能源场站内部分机组进行改造，使场站在强弱电网下均具有稳定运行能力。
技术实现思路
1、针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种并网逆变器的跟构网切换控制方法、装置和新能源发电系统，其目的在于，在构网控制中加入虚拟阻抗以减小构网控制机组间的交互作用；在跟网控制锁相环中添加与虚拟阻抗大小匹配的虚拟控制量，以保证跟网
2、为实现上述目的，按照本专利技术的一个方面，提供了一种并网逆变器的跟构网切换控制方法，包括：
3、s1：在构网控制的电压环中加入虚拟阻抗；在跟网控制的锁相环中添加与所述虚拟阻抗大小匹配的虚拟控制量；
4、s2：利用增加了所述虚拟控制量的锁相环，对增加了所述虚拟阻抗的构网控制中的构网机组进行优化，得到构网混合控制；
5、s3：对所述跟网控制和所述构网混合控制进行无扰动切换。
6、在其中一个实施例中，所述s1中跟网控制中的锁相环中添加的虚拟控制量kl、kr分别与构网中添加的虚拟阻抗值lv、rv保持一致，以维持跟网与构网控制的内环工作电流参考值一致，其中，kl、kr为虚拟控制量；lv为虚拟电抗值；rv为虚拟电阻值；ω为等效虚拟同步运行角速度，其值为电网频率f×2π。
7、在其中一个实施例中，所述虚拟电阻rv和所述虚拟电抗值lv满足：
8、其中，λgfm(x，y)为多个所述构网混合控制的机组在虚拟阻抗为lv、rv时电站系统状态空间模型对应矩阵的主导模态特征根；λgfl(x，y)为多个并联跟网控制中的机组在虚拟控制量为kl、kr时电站系统状态空间模型对应矩阵的主导模态特征根；所述并网逆变器应用于所述电站系统，其包含至少两台并联运行的构网控制变流器和至少两台并联的跟网控制变流器。
9、在其中一个实施例中，所述虚拟阻抗和所述虚拟控制量根据电网强度自适应变化。
10、在其中一个实施例中，所述s1包括：
11、在所述构网控制的电压环中加入所述虚拟阻抗后的模型表示为：
12、
13、在所述跟网控制的锁相环中加入所述虚拟控制量后的模型表示为：
14、
15、其中，pref、qref、p、q分别为vsc输出有功无功参考值及实际值；ugd、ugq为pcc点电压dq轴分量；id、iq为pcc点电流dq轴分量；udref、uqref、idref、iqref分别为vsc输出dq轴电压、电流参考值；lv为虚拟电抗值；rv为虚拟电阻值；ω0为等效虚拟同步运行额定角速度；u0为电压额定值；j为虚拟同步机转子惯量系数；kd为虚拟同步阻尼系数；kq为无功控制系数；ki3、kp4、ki4、kp5、ki5、kp6、ki6分别为pi控制器参数；kp1、ki1、kp2、ki2、kp3、ki3、kp4、ki4分别为pi控制器参数。
16、在其中一个实施例中，所述s2中的构网混合控制的数学模型表示为：
17、
18、其中，kl、kr为虚拟控制量。
19、在其中一个实施例中，在所述s3之前，所述方法还包括：在所述网逆变器中添加预同步控制及积分器环节跟踪控制环节，以使其具备跟网控制与构网控制切换的功能。
20、按照本专利技术的另一方面，提供了一种并网逆变器的跟构网切换控制装置，包括：
21、加入模块，用于在所述构网控制中加入虚拟阻抗；
22、优化模块，用于在所述跟网控制锁相环中添加与所述虚拟阻抗大小匹配的虚拟控制量；
23、切换模块，用于对所述跟网控制和所述构网控制进行无扰动切换。
24、按照本专利技术的另一方面，提供了一种电站系统，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述方法的步骤。
25、按照本专利技术的另一方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机程序被处理器执行时实现权上述方法的步骤。
26、总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：
27、(1)本专利技术在构网控制中加入虚拟阻抗减小了构网控制机组间的交互作用；在跟网控制锁相环中添加与虚拟阻抗大小匹配的虚拟控制量，确保跟网构网控制下内环电流控制工作点一致；利用增加了虚拟控制量的锁相环对增加了虚拟阻抗的构网控制中的构网机组进行优化，可以提高所述构网控制的阻尼进而减少所述虚拟阻抗；进一步地使得跟网控制和构网混合控制切换过程扰动低、振荡小、系统状态更加稳定。
28、(2)本方案跟网控制中的锁相环中添加的虚拟控制量kl、kr分别与构网中添加的虚拟阻抗值lv、rv保持一致，可以使跟网控制和构网控制的内环电流值一致，便于跟构网无扰切换。
29、(3)本方案中所述虚拟电阻rv和所述虚拟电抗值lv满足：该方式确定出的虚拟阻抗，可以满足系统稳定性要求。
30、(4)本方案中所述虚拟阻抗和所述虚拟控制量根据电网强度自适应变化，考虑到系统在不同电网强度下的稳定性需求，可以实现虚拟阻抗及虚拟控制量自适应电网强度变化，大大提高新能源机组对电网强度的适应性。
31、(5)本方案利用表示所述跟网控制的锁相环中加入的虚拟控制量，利用公式表示构网控制的电压环中的所述虚拟阻抗；表征方式计算复杂度低，不仅可在减小机组间交互作用的同时，实现使跟网控制和构网控制的内环电流值一致，还可以提升整个切换方法的执行效率。
32、(6)本方案利用公式表示构网混合控制的数学模型，以对构网机组的虚拟同步控制环节进行改进，减小本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种并网逆变器的跟构网切换控制方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的并网逆变器的跟构网切换控制方法，其特征在于，所述S1中跟网控制中的锁相环中添加的虚拟控制量KL、KR分别与构网中添加的虚拟阻抗值Lv、Rv保持一致，以维持跟网与构网控制的内环工作电流参考值一致，
3.如权利要求2所述的并网逆变器的跟构网切换控制方法，其特征在于，所述虚拟电阻Rv和所述虚拟电抗值Lv满足：
4.如权利要求1所述的并网逆变器的跟构网切换控制方法，其特征在于，所述虚拟阻抗和所述虚拟控制量根据电网强度自适应变化。
5.如权利要求1所述的并网逆变器的跟构网切换控制方法，其特征在于，所述S1包括：
6.如权利要求5所述的并网逆变器的跟构网切换控制方法，其特征在于，所述S2中的构网混合控制的数学模型表示为：
7.如权利要求1所述的并网逆变器的跟构网切换控制方法，其特征在于，在所述S3之前，所述方法还包括：在所述网逆变器中添加预同步控制及积分器环节跟踪控制环节，以使其具备跟网控制与构网控制切换的功能。
8.一种并网逆
9.一种电站系统，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种并网逆变器的跟构网切换控制方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的并网逆变器的跟构网切换控制方法，其特征在于，所述s1中跟网控制中的锁相环中添加的虚拟控制量kl、kr分别与构网中添加的虚拟阻抗值lv、rv保持一致，以维持跟网与构网控制的内环工作电流参考值一致，
3.如权利要求2所述的并网逆变器的跟构网切换控制方法，其特征在于，所述虚拟电阻rv和所述虚拟电抗值lv满足：
4.如权利要求1所述的并网逆变器的跟构网切换控制方法，其特征在于，所述虚拟阻抗和所述虚拟控制量根据电网强度自适应变化。
5.如权利要求1所述的并网逆变器的跟构网切换控制方法，其特征在于，所述s1包括：
6.如权利要求5所述的并网逆...
【专利技术属性】
技术研发人员：姚伟，周于清，周泓宇，赵海宇，陈霞，艾小猛，文劲宇，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。