一种构网型变流器的控制方法、装置和电子设备与流程

本发明涉及电力电子技，尤其涉及一种构网型变流器的控制方法、装置和电子设备。

背景技术：

1、新能源发电在电力系统中的角色将逐步由灵活补充电源向电网支撑电源的角色转变，角色的转变要求新能源发电不仅要适应电网，更要能支撑电网。构网型控制的新能源发电技术在这方面具有潜在的应用优势。

2、新能源发电构网型控制技术中，主要由机组变流器来执行，变流器模拟同步机转子运动方程和励磁。构网型控制技术通常通过最外环模拟同步机的转子运动方程和励磁控制，最内环控制变流器的输出电流，中间通过交流电压控制环的三环控制方式实现。

3、三环控制方式虽然加强了变流器对输出电流的控制能力，但也迟滞了变流器对功率指令的响应速度。相比只模拟同步机的转子运动方程和励磁控制的单环控制方式，其电压源输出特性也会被弱化，这也会在一定程度上削弱构网型变流器的弱电网适应能力。

技术实现思路

1、本发明提供了一种构网型变流器的控制方法、装置和电子设备，有效加快构网型变流器对功率指令的动态响应速度的同时，增强极弱电网的适应能力。

2、根据本发明实施例的第一方面，提供了一种构网型变流器的控制方法，控制方法包括：

3、获取变流器输出的有功功率和无功功率；

4、基于有功功率和有功功率指令进行有功功率控制，得到虚拟内电势相位；

5、基于无功功率和无功功率指令进行无功功率控制，得到虚拟内电势幅值；

6、基于虚拟内电势相位、虚拟内电势幅值、虚拟阻抗电压、并网点电压和网侧电流，进行电压作用量合成，得到基础输出电压；

7、基于虚拟内电势幅值，确定辅助输出电压；

8、基于虚拟内电势相位、基础输出电压和辅助输出电压，确定发波电压指令值；

9、对发波电压指令值进行空间矢量调制，生成构网型变流器控制所需的驱动信号。

10、在一种可能的实现方式中，基于无功功率和无功功率指令进行无功功率控制，得到虚拟内电势幅值，包括：

11、根据无功功率和无功功率指令，计算无功功率偏差；

12、采用基础无功功率调节器调节无功功率偏差，得到初始基础调节量；

13、采用辅助无功功率调节器调节无功功率偏差，得到初始辅助调节量；

14、计算初始基础调节量和第一基础加权系数的乘积，得到基础调节量；

15、计算初始辅助调节量和第一辅助加权系数的乘积，得到辅助调节量；

16、计算前馈电压、基础调节量和辅助调节量的和，得到虚拟内电势幅值。

17、在一种可能的实现方式中，基于无功功率和无功功率指令进行无功功率控制，得到虚拟内电势幅值，采用下式表示为：

18、qerr＝qref-qvsc，

19、eref＝k1qerrgqr1+(1-k1)qerrgqr2+ufw

20、其中，qerr表示无功功率偏差，qref表示无功功率指令，qvsc表示无功功率，eref表示虚拟内电势幅值，gqr1表示基础无功功率调节器的传递函数，k1表示第一基础加权系数，1-k1表示第一辅助加权系数，gqr2表示辅助无功功率调节器的传递函数，ufw表示前馈电压。

21、在一种可能的实现方式中，基于虚拟内电势幅值，确定辅助输出电压，包括：

22、采用下式计算辅助输出电压：

23、evscref_daux＝eref

24、evscref_qaux＝0

25、其中，evscref_d表示辅助输出电压的d轴分量，eref表示虚拟内电势幅值，evscref_q表示辅助输出电压的q轴分量。

26、在一种可能的实现方式中，基于虚拟内电势相位、基础输出电压和辅助输出电压，确定发波电压指令值，包括：

27、计算基础输出电压与第二基础加权系数的乘积，得到基础电压作用量；

28、计算辅助输出电压与第二辅助加权系数的乘积，得到辅助电压作用量；

29、计算基础电压作用量和辅助电压作用量的和，得到目标电压作用量；

30、根据目标电压作用量和虚拟内电势相位，计算发波电压指令值。

31、根据本发明实施例的第二方面，提供了一种构网型变流器的控制装置，控制装置包括：

32、获取模块，用于获取变流器输出的有功功率和无功功率；

33、功率控制模块，用于基于有功功率和有功功率指令进行有功功率控制，得到虚拟内电势相位；还用于基于无功功率和无功功率指令进行无功功率控制，得到虚拟内电势幅值；

34、电压作用量合成模块，用于基于虚拟内电势相位、虚拟内电势幅值、虚拟阻抗电压、并网点电压和网侧电流，进行电压作用量合成，得到基础输出电压；还用于基于虚拟内电势幅值，确定辅助输出电压；还用于基于虚拟内电势相位、基础输出电压和辅助输出电压，确定发波电压指令值；

35、空间矢量调制模块，用于对发波电压指令值进行空间矢量调制，生成构网型变流器控制所需的驱动信号。

36、在一种可能的实现方式中，功率控制模块，具体用于：

37、根据无功功率和无功功率指令，计算无功功率偏差；

38、采用基础无功功率调节器调节无功功率偏差，得到的初始基础调节量；

39、采用辅助无功功率调节器调节无功功率偏差，得到的初始辅助调节量；

40、计算初始基础调节量和第一基础加权系数的乘积，得到基础调节量；

41、计算初始辅助调节量和第一辅助加权系数的乘积，得到辅助调节量；

42、计算前馈电压、基础调节量和辅助调节量的和，得到虚拟内电势幅值。

43、在一种可能的实现方式中，电压作用量合成模块，具体用于：

44、采用下式计算辅助输出电压：

45、evscref_daux＝eref

46、evscref_qaux＝0

47、其中，evscref_d表示辅助输出电压的d轴分量，eref表示虚拟内电势幅值，evscref_q表示辅助输出电压的q轴分量。

48、在一种可能的实现方式中，电压作用量合成模块，具体用于：

49、计算基础输出电压与第二基础加权系数的乘积，得到基础电压作用量；

50、计算辅助输出电压与第二辅助加权系数的乘积，得到辅助电压作用量；

51、计算基础电压作用量和辅助电压作用量的和，得到目标电压作用量；

52、根据目标电压作用量和虚拟内电势相位，计算发波电压指令值。

53、根据本发明实施例的第三方面，提供了一种电子设备，处理器以及存储有计算机程序指令的存储器；处理器执行计算机程序指令时实现本发明的第一方面或者第一方面的任一可能实现方式中的构网型变流器的控制方法。

54、本发明实施例提供了一种构网型变流器的控制方法、装置和电子设备，通过在电压作用量合成环节生成辅助输出电压，增加辅助输出电压对发波电压指令值的调节，有效加快构网型变流器对功率指令的动态响应速度的同时，增强极弱电网的适应能力。