【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本公開總體上涉及電力系統領域。具體而言，本公開涉及控制電力單元。
技術介紹
1、低頻機電區域間(功率)振蕩在電力系統和電網中很常見。這些功率振蕩引起了人們對系統可靠運行的擔憂。
2、耦合到電網的不同類型的電力單元，諸如同步電機、功率轉換器、或風電場/風力發電廠可用于抑制這種區域間振蕩。具體地，可以使用無功功率注入來調制電網和電力單元之間的連接點處的電壓。該功能通常通過電力單元(通常稱為功率振蕩抑制(poweroscillation?damping,pod)控制器)的輔助控制功能來實現。通常情況下，pod控制信號被增加到電力單元的交流電壓調節器的電壓參考值。因此，pod信號用于操縱電力單元的組合電壓參考，以實現抑制。
3、近年來，對顯示電壓源行為(也稱為構網(grid?forming)行為)的功率轉換器的要求越來越高。然而，對構網型功率轉換器的要求，諸如穩定性和支持電網的寬范圍短路比(short-circuit?ratios,scr)，可能與常規的pod控制器不兼容。
4、例如，為了實現寬范圍scr的穩定性能，構網型轉換器的外部電壓控制回路非常緩慢。另一方面，pod控制可能需要更快的響應時間來抵消電網中的功率振蕩。
5、此外，在某些應用中，pod控制的目標是將pcc電壓調制為與觀察到的區域間振蕩同相。然而，傳統的pod控制器通常包括濾波器來生成pod輸出。這些濾波器經常導致pod控制器的輸入和輸出之間存在相位差。電力單元控制回路可以在pod控制器貢獻和在連接點處測量的實際輸出電壓調制
技術實現思路
1、因此，本專利技術的目的是克服至少一些上述缺點，并提供一種用于控制電力單元的改進方法和控制器。
2、這個目的和其他目的通過所附獨立權利要求中定義的方法和設備來實現。其他實施例由從屬權利要求限定。
3、根據本公開的第一方面，提供了一種用于控制在連接點處連接到電網的電力單元的方法。該方法包括基于電網中的功率振蕩從pod控制器獲取功率振蕩抑制(pod)信號。該方法還包括基于在連接點處測量的第一電壓測量值和第一電壓參考值之間的差值或電網的估計短路比(scr)來確定增益值。該方法還包括將pod信號增加到電力單元調節器的輸入信號，以從電力單元調節器獲取中間參考信號。輸入信號基于電網的參考值和電網的相應測量值。該方法還包括基于將pod信號與增益值的乘積增加到中間參考信號來確定組合參考信號，并使用所確定的組合參考信號操作電力單元以抑制電網中的功率振蕩。
4、根據本公開的第二方面，提供了一種用于在連接點處連接到電網的電力單元的控制單元?？刂茊卧娏卧{節器。控制單元被配置為基于電網中的功率振蕩從pod控制器獲取pod信號?？刂茊卧€被配置為基于在連接點處測量的第一電壓測量值和第一電壓參考值之間的差值或電網的估計scr來確定增益值。控制單元還被配置為將pod信號增加到電力單元調節器的輸入信號，以從電力單元調節器獲取中間參考信號。輸入信號基于電網的參考值和電網的相應測量值?？刂茊卧€被配置為基于將pod信號與增益值的乘積和增加到中間參考信號來確定組合參考信號，并使用所確定的組合參考信號操作電力單元以抑制電網中的功率振蕩。
5、連接點例如可以是公共耦合點(pcc)或耦合點(poc)。因此，在連接點處測量的第一電壓測量值可以等于pcc電壓。
6、pod信號例如可以是電壓或無功功率信號。pod信號可以從pod控制器獲取。這種pod控制器可以在電力單元的控制單元的外部。替代地，電力單元的控制單元可以包括pod控制器。
7、pod信號被增加到電力單元控制器的輸入。電力單元控制器可以被配置為提供輸出，即中間參考信號，該輸出被確定為最小化由輸入信號表示的誤差。例如，誤差可能是期望(參考)值與電網或電力單元的測量值之間的差值。將pod信號增加到電力單元控制器的輸入可以提供中間參考信號，以使pod信號表示的功率振蕩最小化。
8、然而，根據本控制方法和本控制單元，用于操作電力單元的參考信號，即組合參考信號，是進一步基于pod信號與增益的乘積確定的。例如，pod信號可以被向前反饋到組合參考信號。
9、具體地，通過將pod信號與增益值的乘積增加到中間參考信號來確定組合參考信號。因此，按適應性增益縮放的pod信號可能直接影響組合參考信號。這可以進一步減小組合參考信號和pod信號之間的相位差。
10、增益可以基于在連接點處測量的第一電壓測量值和第一電壓參考值之間的差值。對組合參考信號的確定的這種增加可以最小化pod信號和組合參考信號之間的相移。
11、第一參考電壓可以是連接點處的期望電壓。第一電壓測量值和第一電壓參考值之間的差值在下文中可以稱為第一電壓誤差，因為它表示第一電壓的期望值和實際(測量)值之間的差值。因此，可以基于第一電壓誤差適應性地改變增益。
12、替代地，增益可以基于電網的估計短路比(scr)。估計scr可以從專用的scr估計接收。這種scr估計器可以在電力單元的控制單元的外部。替代地，電力單元的控制單元可以包括scr估計器。
13、基于scr調整增益可以確保在寬范圍的短路比(scr)下提供適當的抑制。例如，對于具有更高scr的電網，增益可能更高。
14、本公開的控制方法可以提供電網中的低頻機電功率振蕩被適當地抑制。在電力單元是構網型功率轉換器的實施例中，功率振蕩(或“振蕩”)可以被抑制，同時保持轉換器在寬范圍scr下的電壓源行為。本控制方法可以與并網控制兼容，而不會(或至少較少)與電壓調節產生不希望的相互作用。此外，使用所提出的適應性pod，即使短路比變化很大，也可以通過實際振蕩和電壓調制之間的較小相位差來抑制振蕩。
15、根據一些實施例，增益值的確定可以包括將第一電壓測量值和第一電壓參考值之間的差值或估計scr饋送到第一控制器中。該方法還可以包括基于來自第一控制器的輸出來確定增益值。
16、根據一些實施例，控制單元可以包括第一控制器。控制單元還可以被配置為將第一電壓測量值和第一電壓參考值之間的差值或估計scr饋送到第一控制器中，并基于來自第一控制器的輸出來確定增益值。
17、將信號(即，第一電壓誤差或估計scr)饋送到控制器中并且將增益基于控制器的輸出，可以提供增益適應性的進一步可控性和可調性?？刂破骼缈梢允莗i控制器。
18、根據一些實施例，該方法還可以包括基于來自第一控制器的輸出來從查找表獲取增益值。
19、根據一些實施例，控制單元可以包括查找表，并且控制單元還可以被配置為基于來自第一控制器的輸出來從查找表獲取增益值。
20、替代地，查找表可以在沒有第一控制器的情況下實現本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種用于控制在連接點(20)處連接到電網(16)的電力單元(14)的方法，該方法包括：
2.根據權利要求1所述的方法，其中，所述增益值的確定包括：
3.根據權利要求2所述的方法，還包括：基于來自所述第一控制器的輸出來從查找表獲取所述增益值。
4.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其中，所述電力單元調節器包括電壓調節器，并且所述方法還包括：
5.根據權利要求1-3中任一項所述的方法，其中，所述電力單元調節器包括無功功率調節器，并且所述方法還包括：
6.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其中，所述功率振蕩是0.2-2Hz范圍內的功率振蕩。
7.一種用于在連接點(20)處連接到電網(16)的電力單元(14)的控制單元，所述控制單元包括電力單元調節器(108)，所述控制單元被配置為：
8.根據權利要求7所述的控制單元，還包括第一控制器，其中，所述控制單元還被配置為：
9.根據權利要求8所述的控制單元，還包括查找表，所述控制單元還被配置為基于來自所述第一控制器的輸出來從所述查找表獲取所述
10.根據權利要求7-9中任一項所述的控制單元，其中，所述電力單元調節器包括電壓調節器，所述控制單元還被配置為：
11.根據權利要求7-9中任一項所述的控制單元，其中，所述電力單元調節器包括無功功率調節器，所述控制單元還被配置為：
12.根據權利要求7-11中任一項所述的控制單元，其中，所述控制單元被配置為基于所述電網中的0.2-2Hz范圍內的功率振蕩從所述POD控制器獲取所述POD信號(POD)。
...【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】
1.一種用于控制在連接點(20)處連接到電網(16)的電力單元(14)的方法，該方法包括：
2.根據權利要求1所述的方法，其中，所述增益值的確定包括：
3.根據權利要求2所述的方法，還包括：基于來自所述第一控制器的輸出來從查找表獲取所述增益值。
4.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其中，所述電力單元調節器包括電壓調節器，并且所述方法還包括：
5.根據權利要求1-3中任一項所述的方法，其中，所述電力單元調節器包括無功功率調節器，并且所述方法還包括：
6.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其中，所述功率振蕩是0.2-2hz范圍內的功率振蕩。
7.一種用于在連接點(20)處連接到電網(16)的電力單元(14)的控制單元，所述控制單元包括電力單...
【專利技術屬性】
技術研發人員：R·海達里，張宏揚，JP·哈斯勒，P·米特拉，
申請(專利權)人：日立能源有限公司，
類型：發明
國別省市：
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