【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电力系统故障计算，具体涉及一种构网型逆变电源的短路电流计算方法及系统。
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、随着逆变电源（如光伏、储能等）的并网容量不断迅速增长，为确保电力系统的安全稳定运行，对逆变电源提出了更高的要求；构网型控制如虚拟同步机、下垂控制等，能为电力系统提供一定的惯量、电压支撑，具有广阔的发展前景。
3、当发生故障时，构网型逆变电源模拟传统同步机特性，将产生很大的短路电流。为避免短路电流损坏逆变器，需要在故障时进行限流。目前典型的限流控制有虚拟阻抗法和电流指令值限幅法。虚拟阻抗法是指故障时在控制环节添加一个虚拟阻抗，从而等效降低电动势来限流。根据虚拟阻抗的设定不同，可分为定值虚拟阻抗法和自适应虚拟阻抗法。定值虚拟阻抗法在故障过程中阻抗值不变，而为了能在最恶劣故障情况下仍能限流，因此阻抗值设置的较大，造成了逆变器资源的浪费。而对于自适应虚拟阻抗法，阻抗根据短路电流大小改变，灵活性较高。电流指令值限幅法是指在具有电流环的构网型控制回路中对电流指令值直接进行限幅，这在一定程度上改变了电压源的特性，但具有很好的限流效果。
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本专利技术提出了一种构网型逆变电源的短路电流计算方法及系统，结合构网型逆变电源自适应虚拟阻抗限幅控制、基于pi生成电流指令值限幅控制、基于阻抗生成电流指令值限幅控制的控制回路和电气回路方程，分别推导了不同限幅控制下的对称短路电
2、根据一些实施例，本专利技术的第一方案提供了一种构网型逆变电源的短路电流计算方法，采用如下技术方案：
3、一种构网型逆变电源的短路电流计算方法，包括：
4、获取构网型逆变电源的拓扑结构；
5、基于所获取的拓扑结构，构建构网型逆变电源的故障穿越控制策略和电流指令值限幅控制策略，分别计算构网型逆变电源的自适应虚拟阻抗和电流指令值限幅环；
6、根据所得到的自适应虚拟阻抗，计算基于自适应虚拟阻抗的逆变电源的短路电流；
7、根据所得到的电流指令值限幅环，分别计算基于pi生成电流指令值的逆变电源的短路电流和基于阻抗生成电流指令值的逆变电源的短路电流；
8、依据所得到的基于自适应虚拟阻抗的逆变电源的短路电流、基于pi生成电流指令值的逆变电源的短路电流和基于阻抗生成电流指令值的逆变电源的短路电流，根据短路电流表达式，得到了构网型逆变电源在不同限幅控制下短路电流幅值的统一表达。
9、作为进一步的技术限定，所述构网型逆变电源的自适应虚拟阻抗为；其中， rv和 xv分别为虚拟阻抗值； im为电流幅值， id、 iq分别为 d、 q轴电流； ith为启动阈值的幅值常数；常数 kr、 nx/r满足；其中，为故障后限幅后的内电势， ilim为电流限幅值幅值。
10、进一步的，基于自适应虚拟阻抗的逆变电源的短路电流 idq满足；其中， udq0+为滤波电容端口 dq轴电压， udq0+= ud0++j uq0+。
11、作为进一步的技术限定，所述构网型逆变电源的电流指令值限幅环为；其中，、分别为电压环得到的电流指令值；、分别为电流指令值限幅环得到的电流指令值。
12、进一步的，当电压环pi饱和时，可以得到电流指令值为：；其中， m为pi饱和值；将、代入电流指令值限幅环，得基于pi生成电流指令值的逆变电源 dq轴短路电流为：。
13、作为进一步的技术限定，基于阻抗生成电流指令值限幅控制的控制表达式为；其中， rf、 xf为滤波器电阻、电感； ω为同步角频率；结合电流指令值限幅环，即得基于阻抗生成电流指令值的逆变电源 dq轴短路电流为：。
14、作为进一步的技术限定，将自适应虚拟阻抗参数 kr、 nx/r代入基于自适应虚拟阻抗的逆变电源短路电流表达式，得短路电流幅值为：；其中；当， im有最小值 ith，当， im有最大值 ilim；又由于启动阈值的幅值 ith和电流限幅值幅值 ilim一般设置的非常接近，因此 im在不同电压跌落下变动很小，为方便工程计算， im可认为是电流限幅值幅值 ilim。
15、作为进一步的技术限定，对于基于pi生成电流指令值限幅控制，将电流指令值限幅环的 dq轴电流 id、 id代入到，得电流与其指令值关系为：；将此关系代入到，得；由此得到基于pi生成电流指令值限幅控制的短路电流幅值为：。
16、作为进一步的技术限定，对于基于阻抗生成电流指令值限幅控制，根据阻抗控制方程得：；结合基于阻抗生成电流指令值的逆变电源 dq轴短路电流，得基于pi生成电流指令值限幅控制的短路电流幅值为：，其基于pi生成电流指令值限幅控制、基于自适应虚拟阻抗限幅控制下得到的短路电流幅值相同，均为限幅值。
17、根据一些实施例，本专利技术的第二方案提供了一种构网型逆变电源的短路电流计算系统，采用如下技术方案：
18、一种构网型逆变电源的短路电流计算系统，包括：
19、获取模块，其被配置为获取构网型逆变电源的拓扑结构；
20、构建模块，其被配置为基于所获取的拓扑结构，构建构网型逆变电源的故障穿越控制策略和电流指令值限幅控制策略，分别计算构网型逆变电源的自适应虚拟阻抗和电流指令值限幅环；
21、第一计算模块，其被配置为根据所得到的自适应虚拟阻抗，计算基于自适应虚拟阻抗的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种构网型逆变电源的短路电流计算方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1中所述的一种构网型逆变电源的短路电流计算方法，其特征在于，所述构网型逆变电源的自适应虚拟阻抗为；其中，Rv和Xv分别为虚拟阻抗值；Im为电流幅值，id、iq分别为d、q轴电流；ith为启动阈值的幅值常数；常数kR、nX/R满足；其中，为故障后限幅后的内电势，ilim为电流限幅值幅值。
3.如权利要求1中所述的一种构网型逆变电源的短路电流计算方法，其特征在于，基于自适应虚拟阻抗的逆变电源的短路电流idq满足；其中，udq0+为滤波电容端口dq轴电压，udq0+=ud0++juq0+。
4.如权利要求1中所述的一种构网型逆变电源的短路电流计算方法，其特征在于，所述构网型逆变电源的电流指令值限幅环为；其中，、分别为电压环得到的电流指令值；、分别为电流指令值限幅环得到的电流指令值。
5.如权利要求1中所述的一种构网型逆变电源的短路电流计算方法，其特征在于，当电压环PI饱和时，可以得到电流指令值为：；其中，m为PI饱和值；将、代入电流指令值限幅环，得基于PI生成电流
6.如权利要求1中所述的一种构网型逆变电源的短路电流计算方法，其特征在于，基于阻抗生成电流指令值限幅控制的控制表达式为；其中，Rf、Xf为滤波器电阻、电感；ω为同步角频率；结合电流指令值限幅环，即得基于阻抗生成电流指令值的逆变电源dq轴短路电流为：；
7.如权利要求1中所述的一种构网型逆变电源的短路电流计算方法，其特征在于，对于基于PI生成电流指令值限幅控制，将电流指令值限幅环的dq轴电流id、id代入到，得电流与其指令值关系为：；将此关系代入到，得；由此得到基于PI生成电流指令值限幅控制的短路电流幅值为：；
8.一种构网型逆变电源的短路电流计算系统，其特征在于，包括：
9.一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，该程序被处理器执行时实现了如权利要求1-7任一项所述的构网型逆变电源的短路电流计算方法的步骤。
10.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现了如权利要求1-7任一项所述的构网型逆变电源的短路电流计算方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种构网型逆变电源的短路电流计算方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1中所述的一种构网型逆变电源的短路电流计算方法，其特征在于，所述构网型逆变电源的自适应虚拟阻抗为；其中，rv和xv分别为虚拟阻抗值；im为电流幅值，id、iq分别为d、q轴电流；ith为启动阈值的幅值常数；常数kr、nx/r满足；其中，为故障后限幅后的内电势，ilim为电流限幅值幅值。
3.如权利要求1中所述的一种构网型逆变电源的短路电流计算方法，其特征在于，基于自适应虚拟阻抗的逆变电源的短路电流idq满足；其中，udq0+为滤波电容端口dq轴电压，udq0+=ud0++juq0+。
4.如权利要求1中所述的一种构网型逆变电源的短路电流计算方法，其特征在于，所述构网型逆变电源的电流指令值限幅环为；其中，、分别为电压环得到的电流指令值；、分别为电流指令值限幅环得到的电流指令值。
5.如权利要求1中所述的一种构网型逆变电源的短路电流计算方法，其特征在于，当电压环pi饱和时，可以得到电流指令值为：；其中，m为pi饱和值；将、代入电流指令值限幅环，得基于pi生成电流指令值的逆变电源d...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘嘉超，王安宁，胡薇，范荣奇，钟世民，罗鲁东，李英，贾科，毕天姝，张子衿，文宏成，娄亮，张慧，周生奇，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司青岛供电公司，
类型：发明
国别省市：
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