【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电力电子，尤其涉及基于混合功率同步的构网型变流器故障穿越鲁棒控制方法。
技术介绍
1、随着风电、光伏、储能设备在电力系统中的广泛接入，并网逆变器作为新能源及储能设备与电网之间的接口，在功率传输控制、谐波治理等方面发挥着重要的作用。相较于传统基于锁相环的跟网型控制逆变器相比，采用虚拟同步机型控制的构网型逆变器可以模拟传统同步发电机的转子方程特性，从而使得原本不具备惯量的新能源发电形式可具备一定的模拟惯量，为电网提供一定的频率支撑。在电网电压跌落期间，传统构网逆变器为了在电网阻抗变化以及电网电压跌落条件下提升故障穿越的鲁棒性和暂态稳定性，通常将功率参考调节为极低，影响了故障穿越饿功率补偿灵活性。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，本专利技术提出了基于混合功率同步的构网型变流器故障穿越鲁棒控制方法，通过引入混合功率同步控制可等效引入与电网跌落深度相关动态功率参考，从而提升功率补偿的灵活性，暂态稳定鲁棒性在电网阻抗变化条件下得到了大幅度提升。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了基于混合功率同步的构网型变流器故障穿越鲁棒控制方法，包括：
3、建立虚拟同步机构网逆变器的控制模型，设置基本控制环路和保护逻辑；
4、引入构网型变流器混合功率同步，设置有功参考。
5、可选的，所述虚拟同步机构网逆变器的控制模型包括功率环、电压环、电流环的三环级联控制结构。
6、可选的，所述虚拟同步机构网逆变器的控制模型的有功环路和无功环路
7、
8、
9、其中，δ为逆变器与电网之间的相对功角，j为虚拟惯量系数，d为阻尼系数，ωn为额定频率，t为时间，xg为线路电抗，kq为无功环下垂系数，un为逆变器额定相电压幅值，ud*为得到的交流电压环d轴参考电压，qref为无功功率参考，qe为实际逆变器输出无功功率，pe为实际逆变器输出有功功率，ud为逆变器实际输出相电压幅值。
10、可选的，设置保护逻辑包括：
11、变流器设置有过流保护标志位scs，通过过流保护标志位触发限流逻辑，实现变流器的过流保护，触发和保护逻辑如下：
12、
13、
14、其中，ilim为电流保护阈值，id*、iq*为电压环输出的未经限幅的电流参考信号，id**、iq**分别为经过限幅器限幅后的电流参考信号。
15、可选的，在过电流保护期间对电压环积分器进行清零重置，清零重置逻辑为：
16、
17、其中kiv为电压环积分器系数，scs为电流限幅器触发标志位。
18、可选的，在故障期间设置故障标志位flag，根据无功环输出的电压参考ud*确定，其切换准则为：
19、
20、其中，flag为并网变流器低电压穿越标志位，flag＝1表示电网故障变流器进入低电压穿越，flag＝0表示电网无故障变流器正常运行，ud*表示无功控制环路的输出信号，un为变流器额定相电压幅值，0.9un和0.85un均为门槛阈值。
21、可选的，变流器在故障前、故障期间、故障后可能运行在故障前电流不饱和模式、故障期间电流饱和模式、故障后电流饱和模式与故障后电流不饱和模式下，等效分段有功、无功功率传输表示为：
22、
23、
24、其中，ud为变流器输出电压d轴分量，ug为电网相电压幅值，δ为变流器与电网之间的虚拟功角，xg为等效线路电抗，ilim为变流器限流值，pe为变流器输出有功功率，qe为变流器输出无功功率，ugf为电网故障电压。
25、可选的，引入构网型变流器混合功率同步，设置有功参考包括：
26、
27、其中，pfrefeq为有功参考，k为反馈系数，ilim为电流限幅值，xg为电网线路阻抗，qef为变流器无功功率，ug为电网相电压幅值，ilim为变流器限流值，δ为变流器与电网之间的虚拟功角，ugf为电网故障电压。
28、本专利技术技术效果：本专利技术公开了基于混合功率同步的构网型变流器故障穿越鲁棒控制方法，通过引入混合功率同步控制可等效引入与电网跌落深度相关动态功率参考，从而提升功率补偿的灵活性。同时混合功率同步相较于传统单一功率同步方式其故障功角与电压跌落程度无关，因此无需电压跌落深度检测；同时所提出的控制策略在考虑加速区域过度计算的条件下仍然能够始终保持有额外的减速面积，因此暂态稳定鲁棒性在电网阻抗变化条件下得到了大幅度提升；在不同电压跌落程度和宽范围电网阻抗变化条件下的构网型变流器故障下运行鲁棒性得到了大幅度提升，且无需额外电网电压跌落程度检测，不依赖额外通信。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.基于混合功率同步的构网型变流器故障穿越鲁棒控制方法，其特征在于，包括：建立虚拟同步机构网逆变器的控制模型，设置基本控制环路和保护逻辑；
2.如权利要求1所述的基于混合功率同步的构网型变流器故障穿越鲁棒控制方法，其特征在于，所述虚拟同步机构网逆变器的控制模型包括功率环、电压环、电流环的三环级联控制结构。
3.如权利要求2所述的基于混合功率同步的构网型变流器故障穿越鲁棒控制方法，其特征在于，所述虚拟同步机构网逆变器的控制模型的有功环路和无功环路控制分别为：
4.如权利要求1所述的基于混合功率同步的构网型变流器故障穿越鲁棒控制方法，其特征在于，设置保护逻辑包括：
5.如权利要求4所述的基于混合功率同步的构网型变流器故障穿越鲁棒控制方法，其特征在于，在过电流保护期间对电压环积分器进行清零重置，清零重置逻辑为：
6.如权利要求5所述的基于混合功率同步的构网型变流器故障穿越鲁棒控制方法，其特征在于，在故障期间设置故障标志位Flag，根据无功环输出的电压参考Ud*确定，其切换准则为：
7.如权利要求6所述的基于混合功率
8.如权利要求1所述的基于混合功率同步的构网型变流器故障穿越鲁棒控制方法，其特征在于，引入构网型变流器混合功率同步，设置有功参考包括：
...【技术特征摘要】
1.基于混合功率同步的构网型变流器故障穿越鲁棒控制方法，其特征在于，包括：建立虚拟同步机构网逆变器的控制模型，设置基本控制环路和保护逻辑；
2.如权利要求1所述的基于混合功率同步的构网型变流器故障穿越鲁棒控制方法，其特征在于，所述虚拟同步机构网逆变器的控制模型包括功率环、电压环、电流环的三环级联控制结构。
3.如权利要求2所述的基于混合功率同步的构网型变流器故障穿越鲁棒控制方法，其特征在于，所述虚拟同步机构网逆变器的控制模型的有功环路和无功环路控制分别为：
4.如权利要求1所述的基于混合功率同步的构网型变流器故障穿越鲁棒控制方法，其特征在于，设置保护逻辑包括：
5.如权利要求4所述的基于混合功率同步的构网型变流器故障穿越鲁棒...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙鹏飞，田震，黄萌，查晓明，冯攀，马鑫，张静怡，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：
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