【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种多电平系统电压支撑方法，尤其涉及一种考虑功率均衡的三相四线级联多电平储能系统最优电压支撑点的计算方法，属于储能逆变器控制。
技术介绍
1、电网电压下跌是电力系统最常见的故障之一，通常是由远端的意外接触、雷击和设备故障造成的短路所导致的。为保障独立微电网在短时可恢复性故障期间内维持可靠供电运行能力，研究独立微电网故障穿越控制具有重要意义。低电压穿越能力是衡量现代电力系统稳定性的重要指标，现代电力系统在实际应用中要求设备具有一定的应对电网电压跌落的能力，而下一代的并网准则中将对低电压穿越中的电压支撑提出更高的要求。又由于在三相四线制系统中，零序电流通道的存在使pcc点处的零序电流也具有可控性，使得得以在基于三相四线系统的电压支撑控制策略中利用零序分量以优化电压支撑效果。
2、级联多电平系统的相间均衡控制主要分为零序电压法和负序电流法。公开日期为2016年4月14日的文献《investigation of negative-sequence injection capabilityof cascaded h-bridge converters in star and delta configuration》(e.behrouzian,m.bongiorno，ieee transactions on power electronics,2016,32(2):1675-1683)对零序电压和有功功率在abc坐标系下的关系进行了分析，并通过注入合适的相电压来实现不平衡电网下的相间平均有功控制、直流电压控制以及参
3、而关于低电压穿越研究方面，公开日期为2018年7月16日的文献《逆变型分布式电源的灵活正负序电流控制方法与等值序网模型》(陈琪蕾,范忻蓉,张沛超,等，电力系统保护与控制,2018,46(14):57-62)提出了一种正、负序独立控制策略，在电网发生不对称故障时向电网中注入正、负序无功电流，但在处理故障穿越过程中电流过大问题上未考虑电流限幅。公开日期为2017年8月日的文献《control strategy for distribution generationinverters to maximize the voltage support in the lowest phase during voltagesags》(m.castilla，ieee transactions on industrial electronics，vol.65,no.3,pp.2346–2355)中提到的控制策略目标为使最低相位的电压最大化，然而在该策略中只有正序电流被注入，忽略了负序电流的注入，没有对负序电压采取措施，并且没有提出对pcc点不平衡度降低的目标。公开日期为2020年2月13日的文献《an advanced voltagesupport scheme considering the impact of zero-sequence voltage undermicrogrid faults using model predictive control》(sr mohapatra,v.agarwal，ieeetransactions on industrial electronics,2020,67(10):8957-8968)针对三相四线制并网逆变器提出了两种控制策略：一种是使用正、负序电网电流来补偿零序电压，另一种是使用零序电流来补偿零序电压。通过引入参数"k"和"k1"来判断pcc点(点对点连接点)电压是否需要零序电流以保持在限定值内。
4、综上，尽管已有许多关于电压支撑的研究，但现有文献大都是针对传统三相两电平逆变器进行探讨，在其实现的控制目标中，都没有考虑到有功功率均衡的问题，以至于无法直接应用于级联系统，而级联多电平系统已经广泛应用于新能源领域。针对级联多电平系统中功率均衡与电压支撑在一些情况下相矛盾的问题，三相四线系统引入零序电流作为系统新的可控的自由度，有效地平衡了电压支撑与功率均衡。因此，关于三相四线级联多电平储能系统考虑功率均衡的电压支撑策略的研究是必要且具有重要意义的。
技术实现思路
1、为了解决上述技术所存在的不足之处，本专利技术提供了一种考虑功率均衡的三相四线级联多电平系统电压支撑方法，以解决在三相四线中无论是零序电压还是负序电流的注入均不利于不平衡电网下的电压支撑，需要引入新的方法解决三相四线级联多电平储能系统中功率均衡与电压支撑无法同时实现的问题。
2、为了解决以上技术问题，本专利技术采用的技术方案是：考虑功率均衡的三相四线级联多电平系统电压支撑方法，包括以下步骤：
3、步骤一、计算三相四线级联多电平储能系统中的下列参数：pcc点故障的正序负序零序电压幅值、初始相角以及电压不平衡度，将系统输出的三相电流进行正负零序分离，得到正序负序零序的电压幅值表达式；
4、步骤二、通过调节注入的负序电流和零序电流与正序电流的比值来实现三相四线级联多电平储能系统中的功率均衡，得出系统满足功率均衡的条件；
5、步骤三、在电网不平衡最小且各相电网电流与中线电流满足电流限幅的条件下计算得出最优电压支撑点。
6、优选的，步骤一中，对三相pcc电压进行分解，经clarke变换，pcc相电压在αβ0轴上的分量vα，vβ，v0表示为：
7、
8、其中，v+α、v+β，v-α、v-β分别为vα，vβ的正序分量与负序分量；v+为正序电压幅值，v-为负序电压幅值，v0为零序电压幅值；为正序电压初相位，为负序电压初相位，为零序电压初相位；ω为电网基波角频率；
9、根据静止坐标系表达式，推导出正序负序电压幅值以及正序负序电压相位差的表达式为：
10、
11、
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【技术保护点】
1.考虑功率均衡的三相四线级联多电平系统电压支撑方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的考虑功率均衡的三相四线级联多电平系统电压支撑方法，其特征在于：所述步骤一中，对三相PCC电压进行分解，经Clarke变换，PCC相电压在αβ0轴上的分量vα，vβ，v0表示为：
3.根据权利要求2所述的考虑功率均衡的三相四线级联多电平系统电压支撑方法，其特征在于：所述步骤一中，在电网跌落下，将系统输出的三相电流表达式经Clarke变换进行正负零序分离：
4.根据权利要求3所述的考虑功率均衡的三相四线级联多电平系统电压支撑方法，其特征在于：所述步骤一中，将注入电流矢量i分解为四个矢量的和，即正序负序的有功分量和无功分量，得到Ip+,Ip-，Ip，Iq+，Iq-，Iq0：
5.根据权利要求4所述的考虑功率均衡的三相四线级联多电平系统电压支撑方法，其特征在于：所述步骤一中，由上述正负序电压和电流表达式可得：
6.根据权利要求1所述的考虑功率均衡的三相四线级联多电平系统电压支撑方法，其特征在于：所述步骤二中，根据公式(10)
7.根据权利要求6所述的考虑功率均衡的三相四线级联多电平系统电压支撑方法，其特征在于：所述步骤二中，引入k1和k2，定义k1为负序电流与正序电流的比值，即I-＝k1 I+；定义k2为零序电流与正序电流的比值，即I0＝k1 I+；选取正序电流幅值I+设为变量，通过功率均衡的条件，对公式(19)进行求解得到I+，I-，I0之间的比值，最终解得：
8.根据权利要求1所述的考虑功率均衡的三相四线级联多电平系统电压支撑方法，其特征在于：所述步骤三中，将最小电网不平衡表示为总和，即：
9.根据权利要求8所述的考虑功率均衡的三相四线级联多电平系统电压支撑方法，其特征在于：所述步骤三中，满足步骤一、步骤二中的条件且取得公式(23)中该函数的最小值时对应的计算如下，令：
10.根据权利要求9所述的考虑功率均衡的三相四线级联多电平系统电压支撑方法，其特征在于：所述步骤三中，当My与Mz均满足电流限幅条件的值时，即My≤Imax,Mz≤Imax，将Iy和Iz分别与Ix进行比较，对比其对应的电网不平衡度，此时注入电网的最优正序电流幅值为：
...【技术特征摘要】
1.考虑功率均衡的三相四线级联多电平系统电压支撑方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的考虑功率均衡的三相四线级联多电平系统电压支撑方法，其特征在于：所述步骤一中，对三相pcc电压进行分解，经clarke变换，pcc相电压在αβ0轴上的分量vα，vβ，v0表示为：
3.根据权利要求2所述的考虑功率均衡的三相四线级联多电平系统电压支撑方法，其特征在于：所述步骤一中，在电网跌落下，将系统输出的三相电流表达式经clarke变换进行正负零序分离：
4.根据权利要求3所述的考虑功率均衡的三相四线级联多电平系统电压支撑方法，其特征在于：所述步骤一中，将注入电流矢量i分解为四个矢量的和，即正序负序的有功分量和无功分量，得到ip+,ip-，ip，iq+，iq-，iq0：
5.根据权利要求4所述的考虑功率均衡的三相四线级联多电平系统电压支撑方法，其特征在于：所述步骤一中，由上述正负序电压和电流表达式可得：
6.根据权利要求1所述的考虑功率均衡的三相四线级联多电平系统电压支撑方法，其特征在于：所述步骤二中，根据公式(10)、(11)、(15)、(16)、(17)，写出不平...
【专利技术属性】
技术研发人员：凌铃，刘钊，王凯杰，王新华，
申请(专利权)人：南通国轩新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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