【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于構網控制，基于虛擬同步發電機控制的構網控制方法和變流器，提出一種能實現多類型構網控制的通用構網控制方法，具有一次調頻、一次調壓和慣量支撐能力。
技術介紹
1、隨著風電光電為主的新能源發電數量和功率等級不斷增加，高比例新能源和高比例電力電子裝備的應用稱為電力系統的電力系統的新特征，電力電子變流器接入電網日益增多。目前變流器兩種控制模式構網型(grid-forming,gfm)和跟網型(grid-following,gfl)。跟網控制需要利用鎖相環與電網同步，在弱電網中存在小干擾穩定性問題，適合運用于強網格。而構網控制采用與同步發電機類似的功率同步策略，具有電壓支撐和主動慣量支持特性，可代替同步機實現電網支撐，且具有無需外電網帶負荷運行能力，適合在系統強度弱、物理慣性低的電網中運用[1-2]。構網控制主要包含下垂控制、虛擬同步機控制。其中虛擬同步機控制具有多種控制結構，文獻[3-6]提出了多種構網控制的結構，包括有功調節和無功調節。文獻[7]中介紹了電流控制型和電壓控制型兩類虛擬同步發電機控制技術。文獻[8]提出了一種具有統一無功控制結構的構網控制，本專利技術基于此提出一種有功和無功控制環路具有統一架構的通用構網控制。
2、參考文獻
3、[1]許詰翊,劉威,劉樹,等.電力系統變流器構網控制技術的現狀與發展趨勢[j].電網技術,2022,46(09):3586-3595.2021.2149.
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技術實現思路
1、本專利技術公開了一種變流器通用構網控制方法。在pscad/emtdc仿真平臺上搭建詳細的電磁暫態仿真模型算例，通過多種暫態仿真工況驗證了本專利技術所提通用構網方法的有效性。技術方案如下：
2、一種變流器通用構網控制方法，變流器通過lcl濾波器接入公共連接點，其控制環節包括有功外環、無功外環、虛擬阻抗環和電壓電流控制環，無功電壓控制環節中通過計算得到電壓幅值差值和無功功率差值，分別與電壓反饋系數和無功調節系數相乘后疊加，通過比例積分調節器生成變流器電壓環的電壓幅值參考；有功頻率控制環節中通過計算得到頻率差值和有功功率差值，分別與頻率反饋系數和有功調節系數相乘后疊加，通過比例積分調節器生成電壓內環的頻率參考；通用構網控制過程中根據不同的應用場景改變外環控制參數，實現不同的有功環路和無功環路控制。
3、步驟如下：
4、步驟1：變流器控制器通過傳感器采集濾波電容三相電壓uc_abc、變流器側濾波電感三相電流ilf_abc、網側濾波電感三相電流ig_abc；
5、步驟2：對采集的三相電壓電流uc_abc、ilf_abc、ig_abc進行park變換得到dq旋轉坐標系下的電壓uc_dq和電流ilf_dq、ig_dq，并計算電壓幅值vvsc；
6、步驟3：計算變流器輸出的有功功率p和無功功率q，根據順時功率理論，利用電壓uc_dq電流ilf_dq計算三相變流器輸出的有功和無功功率；
7、步驟4：將有功功率p和有功功率參考p*以及轉子角頻率ω和參考頻率ω*輸入有功外環；有功外環將p和p*的有功功率偏差與有功調節系數kp相乘，ω和ω*的頻率偏差與頻率反饋系數kf相乘，兩者疊加經過比例積分控制器后得到變流器的轉子角頻率參考ω，ω再經過積分后得到相角參考θ；
8、將無功功率q與無功功率參考q*及變流器電壓幅值vvsc與參考電壓幅值v*輸入無功外環；無功外環將q和q*的無功功率偏差與無功調節系數kq相乘，vvsc和v*的電壓偏差與電壓反饋系數kv相乘，兩者疊加經過比例積分控制器后得到變流器的電壓幅值參考e；
9、步驟5：電壓幅值參考e作為d軸電壓參考vdref，q軸電壓參考vqref設置為0，經過虛擬阻抗環節后得到電壓參考u*d和u*q
10、步驟6：電壓環dq軸參考u*dq、電容電壓uc_dq、變流器側電感電流ilf_dq、網側電感電流ig_dq輸入電壓電流雙環控制單元生成調制電壓vinvd和vinvq；
11、步驟7：vinvd和vinvq基于pwm調制輸出調制信號，對變流器的功率器件進行控制；通用構網控制過程中根據不同的應用場景改變外環控制參數，實現不同的有功環路和無功環路控制。
12、進一步的：設kp_apc和ki_apc分別是頻率比例和積分系數，s為拉普拉斯算子，改變構網外環控制有功調節系數kp、頻率反饋系數kf、無功調節系數kq、電壓反饋系數kv以及電壓和頻率比例積分系數可實現不同的控制形式：
13、若kp、kf、kp_apc和ki_apc均不為0，有功外環控制如式(1)所示，能夠對有功指令和電網頻率擾動做出響應，當電網頻率變化時為電網提供有功功率的主動支撐；
14、
15、若kp、kf和ki_apc均不為0，kp_apc為0，則有功外環的控制表達式如式(3)所示，與模擬同步發電機的調速方程的表達式具有相同的形式，能夠對有功指令和電網頻率擾動做出響應；
16、
17、若kp和kp_apc均不為0，ki_apc和kf為0，則有功外環的控制表達式如式(4)所示，屬于有功下垂控制：
18、ω＝ω*+k本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種變流器通用構網控制方法，其特征在于：變流器通過LCL濾波器接入公共連接點，其控制環節包括有功外環、無功外環、虛擬阻抗環和電壓電流控制環，無功電壓控制環節中通過計算得到電壓幅值差值和無功功率差值，分別與電壓反饋系數和無功調節系數相乘后疊加，通過比例積分調節器生成變流器電壓環的電壓幅值參考；有功頻率控制環節中通過計算得到頻率差值和有功功率差值，分別與頻率反饋系數和有功調節系數相乘后疊加，通過比例積分調節器生成電壓內環的頻率參考；通用構網控制過程中根據不同的應用場景改變外環控制參數，實現不同的有功環路和無功環路控制。
2.根據權利要求1所述的變流器通用構網控制方法，其特征在于，步驟如下：
3.根據權利要求1所述的變流器通用構網控制方法，其特征在于：設kp_APC和ki_APC分別是頻率比例和積分系數，s為拉普拉斯算子，改變構網外環控制有功調節系數kp、頻率反饋系數kf、無功調節系數kq、電壓反饋系數kv以及電壓和頻率比例積分系數可實現不同的控制形式：
4.根據權利要求2或3任意一項所述的變流器通用構網控制方法，其特征在于：設kp_RPC和ki
...【技術特征摘要】
1.一種變流器通用構網控制方法，其特征在于：變流器通過lcl濾波器接入公共連接點，其控制環節包括有功外環、無功外環、虛擬阻抗環和電壓電流控制環，無功電壓控制環節中通過計算得到電壓幅值差值和無功功率差值，分別與電壓反饋系數和無功調節系數相乘后疊加，通過比例積分調節器生成變流器電壓環的電壓幅值參考；有功頻率控制環節中通過計算得到頻率差值和有功功率差值，分別與頻率反饋系數和有功調節系數相乘后疊加，通過比例積分調節器生成電壓內環的頻率參考；通用構網控制過程中根據不同的應用場景改變外環控制參數，實現不同的有功環路和無功環路控制。
2.根據權利要求1所述的變流器通用構網控制方法，其特...
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