一种电网不对称故障下构网型并网变流器阻尼系数优化控制方法

本发明涉及一种不对称故障下构网型并网变流器阻尼系数优化控制方法，用于增大构网型并网变流器系统的等效阻尼系数，有利于增加系统的等效阻尼面积，提高构网型并网变流器系统的并网稳定性，属于新能源发电。

背景技术：

1、随着可再生能源的大规模应用，构网型并网变流器的稳定性和可靠性成为了研究的热点。其中，不对称故障下的构网型并网变流器控制是一个具有挑战性的问题。传统的构网型并网变流器控制方法往往基于对称电网条件设计，当发生不对称故障时，其控制性能会受到影响，甚至可能导致系统失稳。阻尼系数作为构网型并网变流器控制系统中的一个重要参数，将直接影响到系统的动态性能和稳定性。在不对称故障下，如何有效地调整阻尼系数以适应电网条件的变化，是确保构网型并网变流器稳定运行的关键。近年来，阻尼系数自适应控制方法逐渐在电力系统中得到应用。这种方法能够根据系统状态或外部条件的变化，自动调整控制参数，以优化系统性能。对于构网型并网变流器而言，自适应控制方法可以根据电网电压或电流的不对称程度，实时调整阻尼系数，从而提高系统在不对称故障下的稳定性和鲁棒性。因此，研究一种不对称故障下构网型并网变流器阻尼系数优化控制方法具有重要意义。这种方法不仅可以提高并网变流器在不对称故障下的稳定性，还可以优化其动态性能，为可再生能源的大规模并网发电提供有力的技术支撑。目前，国内外学者在构网型并网变流器阻尼系数自适应控制方面已经取得了一定的研究成果。如下列已公开的文献所示：

2、(1)g.ban,y.xu,d.guo,et al.research on adaptive vsg control strategybased on inertia and damping[c].2021ieee sustainable power and energyconference(ispec),nanjing,china,2021:1584-1589.

3、(2)n.jin,r.wang,x.yang,et al.an improved model predictive controlstrategy for virtual synchronous generator with adaptive parameters[c].2023ieee international conference on predictive control of electrical drivesand power electronics(precede),wuhan,china,2023:1-6.

4、文献(1)基于角速度速率的变化，提出了一种电网对称短路故障下阻尼系数优化控制方法。该方法在电网短路故障期间增大阻尼系数，减小了故障期间系统的功角超调和功率超调。然而，该方法仅适用于对称短路故障，在不对称短路故障期间，由于负序阻尼系数的存在，该方法需进一步优化。文献(2)基于模型预测控制理论，提出了一种构网型系统阻尼系数优化控制算法。该算法根据角频率的偏差和角频率的变化率来自适应调节系统的阻尼系数，实现构网型系统的最优控制，提高故障期间系统的暂态同步稳定性。但该方法需要实时检测角频率的偏差和角频率的变化率，这不仅增加了控制系统的复杂度，还可能导致实时性不足，影响系统参数对故障的快速响应。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于提出一种不对称故障下构网型并网变流器阻尼系数优化控制方法。本方法根据并网点电压跌落深度自适应的调节阻尼系数，无需进行复杂的计算和和算法设计，极大的提高了控制算法的实用性和可操作性，有效的提高了负序系统的并网稳定性。

2、本发明的技术方案是这样实现的：

3、一种电网不对称故障下构网型并网变流器阻尼系数优化控制方法，

4、按如下步骤计算故障期间构网型并网变流器系统输出的正序阻尼系数负序阻尼系数

5、a1)当时，构网型并网变流器系统处于正常运行状态，按下式计算正序阻尼系数和负序阻尼系数

6、

7、式中，为正序系统初始阻尼系数；为负序系统初始阻尼系数；为系统运行期间并网点正序电压实际值；un为构网型系统的额定电压值；

8、a2)当时，构网型并网变流器系统处于故障持续状态，根据并网点电压跌落深度，按下式计算正序阻尼系数和负序阻尼系数

9、

10、式中，为系统运行期间并网点负序电压实际值；

11、a3)根据并网点电压跌落深度，通过步骤a2)计算正序阻尼系数和负序阻尼系数的方法，即自适应调节故障期间构网型并网变流器系统正序阻尼系数和负序阻尼系数，有效提高系统的同步稳定运行能力。

12、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

13、本发明在电网不对称短路工况下，提出了一种构网型并网变流器阻尼系数优化控制方法。本方法考虑了不对称故障期间负序分量和负序网络，根据负序功率环控制结构提出了一种负序系统阻尼系数自适应控制方法，它可以根据故障的跌落深度，自动调整正负序系统阻尼系数的大小，以适应各种复杂多变的电网环境，具有较强的自适应性和灵活性。这种自适应能力使得构网型并网变流器能够在不同的故障条件下保持优良的性能，提高了系统的稳定运行能力。本方法无需进行复杂的计算和和算法设计，极大地提高了控制算法的实用性和可操作性。

技术特征：

1.一种电网不对称故障下构网型并网变流器阻尼系数优化控制方法，其特征在于：

技术总结本发明公开了一种电网不对称故障下构网型并网变流器阻尼系数优化控制方法，用于提高电网不对称故障下构网型变流器系统的暂态同步稳定性，解决不对称短路故障过程中构网型并网变流器暂态失稳问题。当时，系统处于正常运行状态，正常运行期间采用正负序系统初始阻尼系数。当时，系统处于故障状态，故障期间正负序系统自适应阻尼系数为本发明根据并网点电压跌落深度，通过计算故障期间正负序阻尼系数的方法，即自适应调节故障期间构网型并网变流器系统正序阻尼系数和负序阻尼系数，有效提高系统的同步稳定运行能力。技术研发人员：姚骏,陈雪,贺文文,杨玉恒,王智辉受保护的技术使用者：重庆大学技术研发日：技术公布日：2024/11/18