【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电力系统故障计算，具体涉及一种计及限幅控制的构网型逆变电源短路电流计算方法和装置。
技术介绍
1、逆变电源并网容量的迅速增加对电网的稳定性和安全性提出了更高的要求。构网型控制技术如虚拟同步机和下垂控制，通过在控制策略中引入虚拟惯量和电磁阻尼特性，调节逆变电源的输出功率以响应电网频率的变化，使逆变电源能够模拟传统同步发电机的动态响应，为电力系统提供必要的惯量和电压支撑，能够在一定程度上弥补逆变电源的不足。这种构网型技术的引入有效提升了逆变电源在电力系统中的可控性和适应性，使得更多的可再生能源能够被安全、可靠地集成到传统的电力系统中。
2、然而，当电网发生故障时，构网型逆变电源会产生较大的短路电流，这些短路电流如果不加以控制，可能会对逆变电源及电力系统造成损害。因此，在故障发生时，对短路电流进行有效的限流至关重要。
3、目前典型的构网型逆变电源限流方案有虚拟阻抗法和电流指令值限幅法。其中，电流指令值限幅法是一种在具有电流环的构网型控制回路中直接对电流指令值进行限幅的技术。该方法通过限制电流指令值，防止电流过大，从而在一定程度上改变了电压源的特性，具有很好的限流效果。但是该技术仍存在一些不足，例如，该方法主要基于设定的电流指令值进行限幅，对于突发的负载变化或电网条件变化，响应速度较慢，无法有效应对快速变化的电流需求。
技术实现思路
1、鉴于上述问题，本方案提供一种计及限幅控制的构网型逆变电源短路电流计算方法和装置，通过pi控制和阻抗控制生成电流指令值
2、根据本专利技术的第一方面，提供一种计及限幅控制的构网型逆变电源短路电流计算方法，包括：
3、基于构网型逆变电源的拓扑结构，构建基于电流指令值限幅的构网型逆变电源的故障穿越控制模型；基于pi控制生成用于限幅控制的第一电流指令值，将第一电流指令值代入故障穿越控制模型，计算逆变电源短路电流的第一表达式；基于阻抗生成用于限幅控制的第二电流指令值，将电流指令值代入故障穿越控制模型，计算逆变电源短路电流的第二表达式；基于短路电流的第一表达式和第二表达式，计算构网型逆变电源的短路电流。
4、上述技术方案，通过综合使用不同的电流指令值生成策略，并根据短路电流表达式进行计算，可以更精细地控制在短路事件中的电流响应，有助于更有效地管理和缓解电网故障的影响，减少故障传播和设备损坏的风险。
5、可选地，在本专利技术提供的计及限幅控制的构网型逆变电源短路电流计算方法中，故障穿越控制模型由内电势生产环、电压环、电流指令值限幅环和电流环依次构成，电流指令值限幅环为：
6、
7、其中，id*、iq*分别为电压环得到的电流指令值；idlim*、iqlim*分别为电流指令值限幅环得到的电流指令值，ilim为电流限幅值。
8、可选地，在本专利技术提供的计及限幅控制的构网型逆变电源短路电流计算方法中，当电压环pi饱和时，计算基于pi控制生成用于限幅控制的第一电流指令值为：
9、
10、其中，为基于pi控制生成用于限幅控制的第一电流指令值，m为pi饱和值；将id1*、iq1*代入电流指令值限幅环，计算得到基于pi生成电流指令值的逆变电源dq轴短路电流为：
11、ilim为电流限幅值，id1、iq1分别为基于pi生成电流指令值的逆变电源dq轴短路电流。
12、可选地，在本专利技术提供的计及限幅控制的构网型逆变电源短路电流计算方法中，将id1、iq1代入计算得到电流与其指令值的关系为
13、将关系式代入计算得到
14、计算得到基于pi生成电流指令值限幅控制的短路电流的第一表达式为：
15、可选地，在本专利技术提供的计及限幅控制的构网型逆变电源短路电流计算方法中，基于阻抗生成用于限幅控制的第二电流指令值为：
16、
17、其中，为基于阻抗生成用于限幅控制的第二电流指令值，rf、xf分别为滤波器电阻、电感；ω为同步角频率，为故障限幅后的内电势，ud、uq分别为滤波器电容端口的d轴、q轴电压；
18、将id2*、iq2*代入电流指令值限幅环，计算基于阻抗生成电流指令值的逆变电源dq轴短路电流为：
19、id2、iq2为基于阻抗生成电流指令值的逆变电源dq轴短路电流。
20、可选地，在本专利技术提供的计及限幅控制的构网型逆变电源短路电流计算方法中，根据阻抗控制方程和基于阻抗生成电流指令值的逆变电源dq轴短路电流，计算得到基于阻抗生成电流指令值限幅控制的短路电流的第二表达式为：
21、
22、其中，为阻抗控制方程，udq0+为滤波器电容端口dq轴电压。
23、可选地，在本专利技术提供的计及限幅控制的构网型逆变电源短路电流计算方法中，将不同的电压跌落值分别代入第一表达式和第二表达式，得到不同电压跌落值对应的电流幅值，得到电压-电流幅值曲线；根据电压-电流幅值曲线计算构网型逆变电源的短路电流。
24、根据本专利技术的第二方面，提供了一种计及限幅控制的构网型逆变电源的短路电流计算装置，包括：建模模块、第一计算模块、第二计算模块和第三计算模块。
25、其中，建模模块用于基于构网型逆变电源的拓扑结构，构建基于电流指令值限幅的构网型逆变电源的故障穿越控制模型；
26、第一计算模块用于基于pi控制生成用于限幅控制的第一电流指令值，将第一电流指令值代入故障穿越控制模型，计算逆变电源短路电流的第一表达式；
27、第二计算模块用于基于阻抗生成用于限幅控制的第二电流指令值，将电流指令值代入故障穿越控制模型，计算逆变电源短路电流的第二表达式；
28、第三计算模块用于基于短路电流的第一表达式和第二表达式，计算构网型逆变电源的短路电流。
29、根据本专利技术的第三方面，提供一种计算设备，包括：至少一个处理器；和存储有程序指令的存储器，其中，程序指令被配置为适于由至少一个处理器执行，程序指令包括用于执行上述计及限幅控制的构网型逆变电源的短路电流计算方法的指令。
30、根据本专利技术的第四方面，提供一种存储有程序指令的可读存储介质，当程序指令被计算设备读取并执行时，使得计算设备执行上述的计及限幅控制的构网型逆变电源的短路电流计算方法。
31、根据本专利技术提供的的计及限幅控制的构网型逆变电源的短路电流计算和装置，通过分别基于pi控制和阻抗生成电流指令值的限幅控制，得到不同形式的短路电流表达式，使得短路电流的计算更加符合实际逆变电源的工作状态。系统能够根据不同的网络条件和负载需求灵活调整电流指令值生成策略，增加了逆变电源在多变电网环境中的适应性。
32、上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种计及限幅控制的构网型逆变电源短路电流计算方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的计及限幅控制的构网型逆变电源短路电流计算方法，其特征在于，所述故障穿越控制模型由内电势生产环、电压环、电流指令值限幅环和电流环依次构成，所述电流指令值限幅环为：
3.根据权利要求2所述的计及限幅控制的构网型逆变电源短路电流计算方法，其特征在于，所述基于PI控制生成用于限幅控制的第一电流指令值，将所述第一电流指令值代入所述故障穿越控制模型，计算逆变电源短路电流的第一表达式的步骤包括：
4.根据权利要求3所述的计及限幅控制的构网型逆变电源短路电流计算方法，其特征在于，所述基于PI控制生成用于限幅控制的第一电流指令值，将所述第一电流指令值代入所述故障穿越控制模型，计算逆变电源短路电流的第一表达式的步骤还包括：
5.根据权利要求2所述的计及限幅控制的构网型逆变电源短路电流计算方法，其特征在于，所述基于阻抗生成用于限幅控制的第二电流指令值，将所述第二电流指令值代入所述故障穿越控制模型，计算逆变电源短路电流的第二表达式的步骤包括：
6.
7.根据权利要求1所述的计及限幅控制的构网型逆变电源短路电流计算方法，所述基于所述短路电流的第一表达式和第二表达式，计算构网型逆变电源的短路电流的步骤包括：
8.一种计及限幅控制的构网型逆变电源的短路电流计算装置，其特征在于，包括：建模模块、第一计算模块、第二计算模块和第三计算模块，
9.一种计算设备，包括：
10.一种存储有程序指令的可读存储介质，当所述程序指令被计算设备读取并执行时，使得所述计算设备执行如权利要求1-7中任一项所述的计及限幅控制的构网型逆变电源短路电流计算方法。
...【技术特征摘要】
1.一种计及限幅控制的构网型逆变电源短路电流计算方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的计及限幅控制的构网型逆变电源短路电流计算方法，其特征在于，所述故障穿越控制模型由内电势生产环、电压环、电流指令值限幅环和电流环依次构成，所述电流指令值限幅环为：
3.根据权利要求2所述的计及限幅控制的构网型逆变电源短路电流计算方法，其特征在于，所述基于pi控制生成用于限幅控制的第一电流指令值，将所述第一电流指令值代入所述故障穿越控制模型，计算逆变电源短路电流的第一表达式的步骤包括：
4.根据权利要求3所述的计及限幅控制的构网型逆变电源短路电流计算方法，其特征在于，所述基于pi控制生成用于限幅控制的第一电流指令值，将所述第一电流指令值代入所述故障穿越控制模型，计算逆变电源短路电流的第一表达式的步骤还包括：
5.根据权利要求2所述的计及限幅控制的构网型逆变电源短路电流计算方法，其特征在于，所述基于阻抗生成用于限幅控制的第二...
【专利技术属性】
技术研发人员：范荣奇，王安宁，刘嘉超，胡薇，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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