【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及基于可变交轴功率反馈的构网型变流器功率振荡抑制策略，属于电力电子变流器控制。
技术介绍
1、在“双碳”背景下，传统同步发电机占比不断降低、新能源发电渗透率不断增加以及电力电子设备大规模接入，是现代电力系统必然的演变趋势。由于变流器中不存在实际的转子部件，呈现出弱阻尼、弱支撑的特性，给电力系统的稳健运行引入新的稳定性问题。相较于外特性表现为电流源的跟网型变流器，构网型变流器外特性表现为电压源，可以给系统提供必要的频率支撑和电压支撑，增强系统的抗干扰特性。因而构网型控制技术引起高度的重视，被考虑广泛应用于新型电力系统中。构网型控制策略多种多样，其中，虚拟同步发电机(vsg)控制是常用的策略之一，能为系统提供虚拟惯量和阻尼，有效支撑大电网的频率和电压。
2、传统有功功率控制模拟同步发电机的转子运动方程，用功率同步的方式替代锁相环以获取相位信息。然而，转子运动方程为二阶振荡系统，输出有功功率可能会存在低频振荡的现象，传统有功功率控制继承了这一特点。当有功功率参考值阶跃变化、电网强度变化时，若采用固定的虚拟阻尼系数，可能会造成输出有功功率产生低频振荡，严重时会引发系统失稳。同时，一次调频系数和虚拟阻尼系数之间存在耦合作用，导致电网频率发生扰动时模糊了一次调频和阻尼的作用，无法实现各自的控制目标。为了提升新型电力系统背景下构网型变流器的控制性能，需要提出一种功率振荡抑制策略，对于保障电力系统的稳定运行至关重要。
技术实现思路
1、针对传统有功功率控制策略存在的问题，本
2、基于可变交轴功率反馈的构网型变流器功率振荡抑制策略，包括以下六部分：
3、第一部分：坐标变换、功率计算和正负序分离。
4、具体包括以下步骤：
5、步骤(1)：对变流器并网点三相交流电压和电流采样，得到三相电压upcca、upccb、upccc和电流ipcca、ipccb、ipccc，下标“a”、“b”、“c”分别表示电压和电流的a相、b相、c相；
6、步骤(2)：对采样的三相电压和电流做3s/2s变换，得到电压和电流的αβ轴分量：upccα、upccβ和ipccα、ipccβ。根据电压和电流的αβ轴分量分别计算有功功率pe和无功功率qe；
7、步骤(3)：对电压和电流的αβ轴分量做正负序分离，得到uαp、uβp、uαn、uβn和iαp、iβp、iαn、iβn，下标“p”、“n”分别表示电压和电流的正序分量和负序分量，下同。然后，对电压和电流的正负序αβ轴分量做正负序2s/2r变换，得到电压和电流的正序dq轴分量udp、uqp、idp、iqp和负序dq轴分量udn、uqn、idn、iqn；相位θgmf由有功功率控制环生成。
8、第二部分：功率控制外环。
9、功率控制外环包括无功功率控制环和有功功率控制环。具体包括以下步骤：
10、步骤(1)：根据有功功率目标值pref和有功功率计算值pe，模拟转子运动方程对变流器输出有功功率进行闭环控制，生成θgmf；
11、步骤(2)：根据无功功率目标值qref和无功功率计算值qe，采用低通滤波器和pi控制器控制变流器和电网之间传输的无功功率，生成虚拟内电势eemf；
12、步骤(3)：根据有功功率控制环生成的相位θgmf和无功功率控制环生成的虚拟内电势eemf，二者合成参考内电势eemfa，eemfb，eemfc。
13、第三部分：构造交轴功率pq。
14、利用并网点电压的q轴分量构造交轴功率pq。
15、第四部分：求解适应宽电网阻抗范围的控制参数表达式。
16、建立有功功率控制环的小信号模型，由此得到系统的特征方程。将系统的特征方程写成两个一阶系统和一个标准系统的组合形式，并将其中两个极点设置为已知量。根据系统原有特征方程的系数和变形后特征方程的系数之间的关系，求解控制参数表达式。
17、第五部分：虚拟阻抗控制和电流控制内环。
18、具体包括以下步骤：
19、步骤(1)：功率控制外环生成的内电势eemf与并网点电压upcc之间的电压差经过虚拟阻抗环节，生成电流参考值iaref，ibref，icref；
20、步骤(2)：对电流参考值做3s/2r变换，得到电流参考值的正负序dq轴分量：idpref、iqpref和idnref、iqnref。一般采用pi控制器控制并网点电流ipcc以跟随参考值iref的变化，pi控制器的输出为idppi、iqppi和idnpi、iqnpi。
21、第六部分：触发脉冲生成环节。
22、具体包括以下步骤：
23、步骤(1)：计算调制电压指令的正负序dq轴分量udpref、uqpref、udnref、uqnref；
24、步骤(2)：对调制电压指令udpref、uqpref、udnref、uqnref做2r/3s变换，得到调制电压指令的abc轴分量uapref、ubpref、ucpref和uanref、ubnref、ucnref。同相分别相加得到最终的调制电压指令uoaref、uobref、uocref；
25、步骤(3)：三相调制电压指令uoaref，uobref，uocref经过占空比计算得到三相占空比信号ga、gb和gc，将ga、gb和gc进行调制，得到各个开关管的触发脉冲。
26、本专利技术的有益效果是：
27、1.本专利技术公开的控制策略利用并网点电压的q轴分量构造虚拟阻尼功率，在抑制功率振荡的同时实现了控制参数之间的解耦。
28、2.本专利技术从可以自由配置系统零极点位置的角度，结合降阶过程，给出一种适应宽电网阻抗范围的控制参数表达式，提升了输出有功功率的动态响应性能。
29、3.本专利技术公开的控制策略算法简易，便于数字化实现，适用于储能、风电、光伏等多种场景下的电力电子变流器中。
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1.基于可变交轴功率反馈的构网型变流器功率振荡抑制策略，其特征在于，具体包括以下六部分：
2.根据权利要求1所述的基于可变交轴功率反馈的构网型变流器功率振荡抑制策略，其特征在于：第三部分所述构造交轴功率Pq，具体包括以下步骤：
3.根据权利要求1所述的基于可变交轴功率反馈的构网型变流器功率振荡抑制策略，其特征在于：第四部分所述求解适应宽电网阻抗范围的控制参数表达式，具体包括以下步骤：
【技术特征摘要】
1.基于可变交轴功率反馈的构网型变流器功率振荡抑制策略，其特征在于，具体包括以下六部分：
2.根据权利要求1所述的基于可变交轴功率反馈的构网型变流器功率振荡抑制策略，其特征在于：第三部分所述构造...
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