[發(fā)明專利]一種基于補(bǔ)償電樞繞組虛擬自感的低壓穿越控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910298800.9
• 申請(qǐng)日: 2019-04-15
• 公開（公告）號(hào): CN110176780B
• 公開（公告）日: 2022-12-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 任明煒;李通;施凱;徐培鳳;孫宇新
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇大學(xué)
• 主分類號(hào): H02J3/38
• 分類號(hào): H02J3/38;H02J3/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種基于補(bǔ)償電樞繞組虛擬自感的低壓穿越控制方法，當(dāng)檢測(cè)到電網(wǎng)故障時(shí)，在電壓外環(huán)與電流內(nèi)環(huán)間加入低壓穿越控制策略，所述低壓穿越控制策略包括沖擊電流的抑制部分與無功電流的補(bǔ)償部分，將d軸電壓外環(huán)通過沖擊電流的抑制部分處理后連接電流內(nèi)環(huán)，抑制電樞繞組d軸電流分量的沖擊；將q軸電壓外環(huán)的輸出與無功電流的補(bǔ)償部分的輸出相加后連接電流內(nèi)環(huán)，通過調(diào)節(jié)無功調(diào)節(jié)系數(shù)補(bǔ)償無功功率，支持電網(wǎng)電壓恢復(fù)；同時(shí)重設(shè)VSG控制算法模塊有功無功環(huán)輸入，維持虛擬電勢(shì)幅值、頻率不變。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于新能源發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于補(bǔ)償電樞繞組虛擬自感的低壓穿越控制方法。

背景技術(shù)

隨著環(huán)境問題的日益凸顯與化石能源的逐漸枯竭，新能源發(fā)電受到越來越多的關(guān)注，基于可再生能源的發(fā)電單元將會(huì)成為電力系統(tǒng)中最重要的電源之一。大面積的新能源發(fā)電并網(wǎng)為電網(wǎng)的運(yùn)行減輕了負(fù)擔(dān)，然而，當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生故障導(dǎo)致電壓跌落時(shí)，新能源發(fā)電裝置為了自我保護(hù)將退出并網(wǎng)，大面積的新能源發(fā)電裝置脫網(wǎng)運(yùn)行將使電網(wǎng)發(fā)生無法預(yù)料的嚴(yán)重事故，因此，新能源發(fā)電裝置應(yīng)具備低壓穿越能力。

低壓穿越(Low Voltage Ride Through，LVRT)指在風(fēng)力發(fā)電機(jī)并網(wǎng)點(diǎn)電壓跌落的時(shí)候，風(fēng)機(jī)能夠保持低電壓穿越并網(wǎng)，甚至向電網(wǎng)提供一定的無功功率，支持電網(wǎng)恢復(fù)，直到電網(wǎng)恢復(fù)正常，從而穿越這個(gè)低電壓時(shí)間。LVRT是對(duì)并網(wǎng)風(fēng)機(jī)在電網(wǎng)出現(xiàn)電壓跌落時(shí)仍保持并網(wǎng)的一種特定的運(yùn)行功能要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提出了一種基于補(bǔ)償電樞繞組虛擬自感的低壓穿越控制方法，在檢測(cè)到電網(wǎng)故障時(shí)，可以抑制電網(wǎng)故障時(shí)的電流沖擊。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：

一種基于補(bǔ)償電樞繞組虛擬自感的低壓穿越控制方法，當(dāng)檢測(cè)到電網(wǎng)故障時(shí)，在電壓外環(huán)與電流內(nèi)環(huán)間加入低壓穿越控制策略，所述低壓穿越控制策略包括沖擊電流的抑制部分與無功電流的補(bǔ)償部分，將d軸電壓外環(huán)通過沖擊電流的抑制部分處理后連接電流內(nèi)環(huán)，抑制電樞繞組d軸電流分量的沖擊；將q軸電壓外環(huán)的輸出與無功電流的補(bǔ)償部分的輸出相加后連接電流內(nèi)環(huán)，通過調(diào)節(jié)無功調(diào)節(jié)系數(shù)補(bǔ)償無功功率，支持電網(wǎng)電壓恢復(fù)。同時(shí)重設(shè)VSG控制算法模塊有功無功環(huán)輸入，維持虛擬電勢(shì)幅值、頻率不變。

進(jìn)一步，所述沖擊電流的抑制的過程為：在電樞繞組中加入虛擬自感L_vd，計(jì)算d軸瞬態(tài)電流沖擊倍數(shù)K及d軸電流增量Δi_d，調(diào)節(jié)虛擬自感大小，抑制電流沖擊；

進(jìn)一步，所述調(diào)節(jié)虛擬自感的方法為：

建立電磁暫態(tài)關(guān)系式：

在電樞繞組中加入虛擬自感L_vd：

上式中的Δi_d將減小至Δi'_d，且Δi'_d為微小的值，得下式：

Δi_d的大幅減小，導(dǎo)致實(shí)際的勵(lì)磁電流增量也要減小至一微小的值。令L_vd正比于d軸電流增量Δi_d，引入電流沖擊倍數(shù)K，令L_vd＝KnM_fa，則M_fa+L_vd＝(Kn+1)M_fa，代入式(3)，得：

其中，L_ff為勵(lì)磁繞組的自感；M_fa為定子相繞組與勵(lì)磁繞組軸線重合時(shí)的互感的幅值，Δi_f為虛擬勵(lì)磁電流瞬態(tài)增量，n為與d軸電流增量Δi_d同大小的常數(shù)。