[發(fā)明專(zhuān)利]數(shù)字變電站中電子式變壓器自適應(yīng)控制與校正方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110582603.7
• 申請(qǐng)日: 2021-05-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113489397A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-10-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李浩閃;孫永輝;顧軍萍;毛志強(qiáng);趙艷坤;劉露;孫亮;宇文哲;郭瓏翔;喬亞鵬;孟磊;馬金浩
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 國(guó)網(wǎng)河北省電力有限公司行唐縣供電分公司;國(guó)網(wǎng)河北省電力有限公司;國(guó)家電網(wǎng)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H02P13/00
• 分類(lèi)號(hào): H02P13/00;H02M7/483;H02M1/00
• 代理公司: 石家莊新世紀(jì)專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 13100
• 代理人: 巴少謙

本發(fā)明公開(kāi)了一種數(shù)字變電站中電子式變壓器自適應(yīng)控制與校正方法，包括MMC基本控制策略、電壓補(bǔ)償控制策略以及電子變壓器數(shù)據(jù)校正方法；MMC基本控制包括MCC電壓外環(huán)控制和MCC電流內(nèi)環(huán)控制。本發(fā)明提出的PET自適應(yīng)控制策略中采用電壓／電流雙環(huán)控制，其中電壓外環(huán)可以改善輸出電壓波形，提高輸出精度，控制器采用PR控制器，相比PI控制器其控制環(huán)的結(jié)構(gòu)更為簡(jiǎn)潔，降低了系統(tǒng)的計(jì)算量；電流內(nèi)環(huán)采用P控制器，使系統(tǒng)獲得較好的動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能，并且加入了低頻控制方法，使得裝置在輸出低頻工況下正常運(yùn)行，克服了傳統(tǒng)控制方法下裝置在低頻工況無(wú)法正常運(yùn)行的缺陷；利用改進(jìn)的DFT算法以及結(jié)合卷積窗算法修正主頻譜，減小頻率波動(dòng)和非同步采樣所產(chǎn)生的誤差。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種數(shù)字變電站中電子式變壓器自適應(yīng)控制與校正方法，屬于電力設(shè)備控制技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)電力變壓器作為電力系統(tǒng)的基本設(shè)備，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高等特點(diǎn)。然而，隨著電網(wǎng)系統(tǒng)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)電力變壓器設(shè)備體積大、易產(chǎn)生諧波問(wèn)題、電能質(zhì)量無(wú)法保證等缺陷日益凸顯。

隨著建設(shè)電力物聯(lián)網(wǎng)工作的推進(jìn)，變電站也逐漸邁人數(shù)字化和信息化的發(fā)展階段。數(shù)字化變電站作為電力物聯(lián)網(wǎng)的重要環(huán)節(jié)，具備連接線(xiàn)路、傳輸電能和變換電壓等級(jí)等功能。電子式變壓器作為電力系統(tǒng)電流測(cè)量設(shè)備，承擔(dān)著監(jiān)測(cè)一次設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和為二次設(shè)備提供真實(shí)可靠電氣量的任務(wù)，是繼電保護(hù)系統(tǒng)中的重要組件。新型電子式變壓器具有動(dòng)態(tài)范圍大、測(cè)量精度高、頻帶響應(yīng)寬等優(yōu)點(diǎn)，但其在現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行中還面臨著許多待完善的技術(shù)問(wèn)題，如互感器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)處理以及互感器狀態(tài)監(jiān)測(cè)等。面對(duì)大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用的需要，電子式變壓器的測(cè)量準(zhǔn)確度、長(zhǎng)期穩(wěn)定性和電磁兼容可靠性等有待時(shí)間的考驗(yàn)。

目前，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)電子式變壓器(PET)實(shí)際應(yīng)用中的體問(wèn)題進(jìn)行了相關(guān)研究，PET不僅兼具傳統(tǒng)變壓器隔離、變換電壓、傳遞能量等功能，還可實(shí)現(xiàn)對(duì)潮流的控制以及電能質(zhì)量的治理，其應(yīng)用領(lǐng)域十分廣闊。隨著電網(wǎng)中設(shè)備裝置種類(lèi)、數(shù)量的不斷增加，電能質(zhì)量問(wèn)題日益嚴(yán)重，電子式變壓器的自適應(yīng)控制顯得尤為重要。現(xiàn)有的電子式變壓器自適應(yīng)控制采用的變換器存在以下問(wèn)題：應(yīng)用于中高壓、大功率場(chǎng)合，其輸入側(cè)多采用H橋級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)或模塊化多電平變換器，使得電容電壓平衡控制十分復(fù)雜。同時(shí)，隔離環(huán)節(jié)需要多個(gè)DC/DC變換器以及中(高)頻變壓器，對(duì)PET的功率密度不利。采用改進(jìn)型的AC/AC/AC變換器，結(jié)構(gòu)過(guò)于復(fù)雜，使用元器件過(guò)多，且只能在高頻環(huán)境下保持良好工作特性，不適用于低頻工況。受制于變換器中功率開(kāi)關(guān)器件的耐壓值，使其不適用于高壓大容量的場(chǎng)合，限制了應(yīng)用范圍。并且在處理現(xiàn)場(chǎng)工作中存在大量干擾諧波，不做校正處理，采樣誤差較高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種數(shù)字變電站中電子式變壓器自適應(yīng)控制與校正方法，PET中MMC變換器采用基于模塊化多電平結(jié)構(gòu)的直接AC/AC換器，沒(méi)有中間直流環(huán)節(jié)，結(jié)構(gòu)緊湊、靈活，且能夠應(yīng)用于高壓大功率場(chǎng)合；并通過(guò)改進(jìn)傳統(tǒng)離散傅里葉變換算法校正電子變壓器采樣數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)采樣數(shù)據(jù)的有效提取。

為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：

一種數(shù)字變電站中電子式變壓器自適應(yīng)控制與校正方法，包括MMC基本控制策略、電壓補(bǔ)償控制策略以及電子變壓器數(shù)據(jù)校正方法；

其中，MMC基本控制包括MCC電壓外環(huán)控制和MCC電流內(nèi)環(huán)控制。