[發(fā)明專利]基于實(shí)時(shí)電網(wǎng)阻抗辨識的變流器同步穩(wěn)定控制方法及裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210173723.6
• 申請日: 2022-02-24
• 公開（公告）號: CN114465289A
• 公開（公告）日: 2022-05-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李莉;王博;瞿寒冰;賈玉健;葉華;劉玉田;牟倩穎;程亮
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)山東省電力公司濟(jì)南供電公司;國家電網(wǎng)有限公司
• 主分類號: H02J3/48
• 分類號: H02J3/48;H02J3/50;H02J3/24
• 代理公司: 濟(jì)南誠智商標(biāo)專利事務(wù)所有限公司 37105
• 代理人: 李修杰

本發(fā)明涉及一種基于實(shí)時(shí)電網(wǎng)阻抗辨識的變流器同步穩(wěn)定控制方法及裝置，方法包括以下步驟：在新能源場站并網(wǎng)系統(tǒng)中電流控制環(huán)節(jié)上疊加頻率為f_h的諧波電流，經(jīng)過電網(wǎng)在PCC點(diǎn)處產(chǎn)生對應(yīng)的諧波電流與電壓；實(shí)時(shí)測量PCC點(diǎn)處的電壓與電流數(shù)據(jù)，采用FFT函數(shù)分析提取f_h頻率下的電壓分量和電流分量；基于上述電壓分量和電流分量，進(jìn)行計(jì)算TE等效阻抗；基于PLL原理，根據(jù)TE等效阻抗，調(diào)整變流器輸出的有功電流與無功電流的指令值；變流器實(shí)際輸出電流跟蹤指令值，使輸出的有功電流與無功電流達(dá)到指令值后，變流器虛擬功角趨于穩(wěn)定，頻率與電網(wǎng)基頻保持一致。本發(fā)明解決了新型電力系統(tǒng)阻抗辨識問題，進(jìn)而提高了電力系統(tǒng)的同步穩(wěn)定性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于實(shí)時(shí)電網(wǎng)阻抗辨識的變流器同步穩(wěn)定控制方法及裝置，屬于電網(wǎng)故障監(jiān)測及診斷技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

由于電力系統(tǒng)電力電子化程度不斷提高，使得電網(wǎng)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)越來越弱，抗干擾能力越來越差，故障后新能源脫網(wǎng)的風(fēng)險(xiǎn)大大增加。因此，當(dāng)電網(wǎng)出現(xiàn)故障時(shí)，新能源需要與電網(wǎng)保持同步穩(wěn)定運(yùn)行，即鎖相環(huán)(phase-locked loop,PLL)頻率與電網(wǎng)基頻保持一致，以避免電網(wǎng)崩潰造成大面積停電事故。

戴維南等效(Thevenin Equivalent,TE)阻抗取決于電力系統(tǒng)拓?fù)浜蛥?shù)。新型電力系統(tǒng)中包含大量電力電子器件，對于時(shí)間尺度較小的同步失穩(wěn)問題來說，傳統(tǒng)的電網(wǎng)阻抗辨識方法精準(zhǔn)度較低且未考慮故障對于TE阻抗的影響，難以實(shí)時(shí)獲取系統(tǒng)故障后的TE阻抗信息，從而限制了自適應(yīng)電流注入同步穩(wěn)定控制方法在實(shí)際電力系統(tǒng)中的應(yīng)用。

同步相量測量單元(Phasor Measurement Unit,PMU)的出現(xiàn)給實(shí)時(shí)電網(wǎng)阻抗辨識的發(fā)展帶來新的契機(jī)。根據(jù)PMU提供的電網(wǎng)測量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析計(jì)算，能夠迅速辨識出較為準(zhǔn)確的電網(wǎng)阻抗值，可將其應(yīng)用于自適應(yīng)電流控制方法中。自適應(yīng)電流注入控制方法是解決新型電力系統(tǒng)同步失穩(wěn)問題的有效手段。設(shè)計(jì)自適應(yīng)電流注入控制方法的主要任務(wù)之一是計(jì)算系統(tǒng)TE阻抗。一般來說，自適應(yīng)電流注入的有功與無功電流的比值等于TE電阻與電抗的比值其控制效果最為理想。因此，為了解決新型電力系統(tǒng)阻抗辨識問題，進(jìn)而提高電力系統(tǒng)的同步穩(wěn)定性，研發(fā)一種基于實(shí)時(shí)電網(wǎng)阻抗辨識的變流器同步穩(wěn)定控制方法則不失為一種新的解決思路。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問題，本發(fā)明提出了一種基于實(shí)時(shí)電網(wǎng)阻抗辨識的變流器同步穩(wěn)定控制方法及裝置，能夠解決新型電力系統(tǒng)阻抗辨識問題，進(jìn)而提高電力系統(tǒng)的同步穩(wěn)定性。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題采取的技術(shù)方案是：

第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供的一種基于實(shí)時(shí)電網(wǎng)阻抗辨識的變流器同步穩(wěn)定控制方法，包括以下步驟：

在新能源場站并網(wǎng)系統(tǒng)中電流控制環(huán)節(jié)上疊加頻率為f_h的諧波電流，經(jīng)過電網(wǎng)在PCC(point of common coupling,并網(wǎng)點(diǎn))點(diǎn)處產(chǎn)生對應(yīng)的諧波電流與電壓；

實(shí)時(shí)測量PCC點(diǎn)處的電壓與電流數(shù)據(jù)，采用FFT(fast Fourier transform,快速傅里葉變換)函數(shù)分析提取f_h頻率下的電壓分量和電流分量；

基于上述電壓分量和電流分量，進(jìn)行計(jì)算TE等效阻抗；

基于PLL原理，根據(jù)TE等效阻抗，調(diào)整變流器輸出的有功電流與無功電流的指令值；

變流器實(shí)際輸出電流跟蹤指令值，使輸出的有功電流與無功電流達(dá)到指令值后，變流器虛擬功角趨于穩(wěn)定，頻率與電網(wǎng)基頻保持一致。

作為本實(shí)施例一種可能的實(shí)現(xiàn)方式，所述疊加頻率為f_h的諧波電流選擇非特征次諧波注入，f_h為75Hz。