【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于換流器控制，具體涉及一種基于虛擬電流電壓計(jì)算的換流器控制方式切換方法及系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
1、本部分的陳述僅僅是提供了與本專利技術(shù)相關(guān)的
技術(shù)介紹
信息，不必然構(gòu)成在先技術(shù)。
2、隨著社會(huì)的發(fā)展，可再生能源發(fā)電的在電力系統(tǒng)中的占比逐漸增高。換流器作為可再生能源并網(wǎng)發(fā)電的關(guān)鍵設(shè)備，其控制方式受到廣泛關(guān)注與研究。現(xiàn)有的換流器控制方式可分為跟網(wǎng)型（grid-following,簡(jiǎn)稱gfl）控制和構(gòu)網(wǎng)型（grid-forming,簡(jiǎn)稱gfm）控制。現(xiàn)有的大多數(shù)并網(wǎng)換流器采用的都是跟網(wǎng)型控制，其優(yōu)勢(shì)在于精準(zhǔn)輸出功率，快速調(diào)節(jié)功率，實(shí)現(xiàn)可再生能源利用最大化。但是，由于電力電子設(shè)備在電力系統(tǒng)中的占比不斷提高，系統(tǒng)的慣性不斷減小，整個(gè)電網(wǎng)的強(qiáng)度降低，極易發(fā)生事故。
3、為解決這一難題，可采用構(gòu)網(wǎng)型控制，與跟網(wǎng)型控制相比，構(gòu)網(wǎng)型控制具有支撐電網(wǎng)、增強(qiáng)系統(tǒng)穩(wěn)定性的作用，但構(gòu)網(wǎng)型控制的功率調(diào)節(jié)速度慢、強(qiáng)電網(wǎng)下穩(wěn)定性差。專利技術(shù)人發(fā)現(xiàn)，構(gòu)網(wǎng)型控制和跟網(wǎng)型控制二者之間可以優(yōu)劣互補(bǔ)，若能根據(jù)電力系統(tǒng)運(yùn)行條件選擇合適的控制策略，則可滿足電力系統(tǒng)復(fù)雜多變的運(yùn)行需求。
4、控制模式選擇切換時(shí)會(huì)造成換流器的波動(dòng)，可通過補(bǔ)償或者預(yù)同步的方式來減小切換過程的波動(dòng)，但通過補(bǔ)償往往無法完全消除波動(dòng)；預(yù)同步的方式需要提前事先運(yùn)行做不到即刻切換，且需要附加許多開關(guān)控制，且二者均需要考慮兩種控制模式的同步問題；因此，如何實(shí)現(xiàn)控制模式之間的平滑切換是亟需解決的難題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、為解
2、根據(jù)一些實(shí)施例，本專利技術(shù)的第一方案提供了一種基于虛擬電流電壓計(jì)算的換流器控制方式切換方法，采用如下技術(shù)方案：
3、一種基于虛擬電流電壓計(jì)算的換流器控制方式切換方法，包括：
4、獲取換流器控制方式的切換拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；
5、基于所獲取的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，構(gòu)建虛擬電流方程，計(jì)算換流器的端口電壓；
6、根據(jù)所得到的虛擬電流方程、端口電壓和換流器的當(dāng)前控制方式，基于實(shí)時(shí)電流電壓計(jì)算當(dāng)前控制方式下?lián)Q流器的虛擬電流和虛擬電壓；
7、根據(jù)所得到的換流器的虛擬電流和虛擬電壓，在同一個(gè)工作點(diǎn)上切換換流器控制方式，完成基于虛擬電流電壓計(jì)算的換流器控制方式的切換。
8、作為進(jìn)一步的技術(shù)限定，所述換流器的控制方式至少包括跟網(wǎng)型控制和構(gòu)網(wǎng)型控制。
9、進(jìn)一步的，所述跟網(wǎng)型控制和所述構(gòu)網(wǎng)型控制采用下垂控制、虛擬同步控制、匹配控制或虛擬振蕩器控制。
10、作為進(jìn)一步的技術(shù)限定，換流器控制方式切換的過程中，根據(jù)所得到的換流器的虛擬電流和虛擬電壓調(diào)整換流器輸出電壓參考值，控制換流器運(yùn)行在同一個(gè)工作點(diǎn)上，使得換流器在同一個(gè)工作點(diǎn)上進(jìn)行控制方式的快速平滑切換。
11、進(jìn)一步的，在根據(jù)所得到的換流器的虛擬電流和虛擬電壓調(diào)整換流器輸出電壓參考值的過程中，將所得到的換流器虛擬電流和虛擬電壓輸入至跟網(wǎng)控制方法與構(gòu)網(wǎng)控制方法中，計(jì)算得到輸出的有功功率與無功功率；具體的，跟網(wǎng)型控制通過將計(jì)算出的輸出功率與功率設(shè)定值作差后進(jìn)行比例積分調(diào)節(jié)，得到電流內(nèi)環(huán)輸入值，將所得到的電流內(nèi)環(huán)輸入值與dq軸虛擬電壓值作差后進(jìn)行比例積分調(diào)節(jié)得到跟網(wǎng)型控制的輸出電壓參考值；構(gòu)網(wǎng)型控制將計(jì)算得出的功率值輸入至下垂控制，生成相角與目標(biāo)電壓幅值，將dq軸的電壓設(shè)定值與虛擬電壓作差后進(jìn)行比例積分調(diào)節(jié)生成電流內(nèi)環(huán)輸入值，與dq軸的虛擬電壓值作差后進(jìn)行比例積分調(diào)節(jié)，得到構(gòu)網(wǎng)控制的輸出電壓參考值。
12、作為進(jìn)一步的技術(shù)限定，根據(jù)pwm控制信號(hào)獲取換流器中晶體管的調(diào)制信號(hào)，根據(jù)所獲取的調(diào)制信號(hào)和換流器直流側(cè)電壓幅值分別計(jì)算換流器的端口電壓。
13、根據(jù)一些實(shí)施例，本專利技術(shù)的第二方案提供了一種基于虛擬電流電壓計(jì)算的換流器控制方式切換系統(tǒng)，采用如下技術(shù)方案：
14、一種基于虛擬電流電壓計(jì)算的換流器控制方式切換系統(tǒng)，包括：
15、獲取模塊，其被配置為獲取換流器控制方式的切換拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；
16、計(jì)算模塊，其被配置為基于所獲取的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，構(gòu)建虛擬電流方程，計(jì)算換流器的端口電壓；根據(jù)所得到的虛擬電流方程、端口電壓和換流器的當(dāng)前控制方式，基于實(shí)時(shí)電流電壓計(jì)算當(dāng)前控制方式下?lián)Q流器的虛擬電流和虛擬電壓；
17、切換模塊，其被配置為根據(jù)所得到的換流器的虛擬電流和虛擬電壓，在同一個(gè)工作點(diǎn)上切換換流器控制方式，完成基于虛擬電流電壓計(jì)算的換流器控制方式的切換。
18、作為進(jìn)一步的技術(shù)限定，在所述獲取模塊中，所述換流器的控制方式至少包括跟網(wǎng)型控制和構(gòu)網(wǎng)型控制；所述跟網(wǎng)型控制和所述構(gòu)網(wǎng)型控制采用下垂控制、虛擬同步控制、匹配控制或虛擬振蕩器控制。
19、作為進(jìn)一步的技術(shù)限定，在所述切換模塊中，換流器控制方式切換的過程中，根據(jù)所得到的換流器的虛擬電流和虛擬電壓調(diào)整換流器輸出電壓參考值，控制換流器運(yùn)行在同一個(gè)工作點(diǎn)上，使得換流器在同一個(gè)工作點(diǎn)上進(jìn)行控制方式的快速平滑切換；在根據(jù)所得到的換流器的虛擬電流和虛擬電壓調(diào)整換流器輸出電壓參考值的過程中，將所得到的換流器虛擬電流和虛擬電壓輸入至跟網(wǎng)控制方法與構(gòu)網(wǎng)控制方法中，計(jì)算得到輸出的有功功率與無功功率；具體的，跟網(wǎng)型控制通過將計(jì)算出的輸出功率與功率設(shè)定值作差后進(jìn)行比例積分調(diào)節(jié)，得到電流內(nèi)環(huán)輸入值，將所得到的電流內(nèi)環(huán)輸入值與dq軸虛擬電壓值作差后進(jìn)行比例積分調(diào)節(jié)得到跟網(wǎng)型控制的輸出電壓參考值；構(gòu)網(wǎng)型控制將計(jì)算得出的功率值輸入至下垂控制，生成相角與目標(biāo)電壓幅值，將dq軸的電壓設(shè)定值與虛擬電壓作差后進(jìn)行比例積分調(diào)節(jié)生成電流內(nèi)環(huán)輸入值，與dq軸的虛擬電壓值作差后進(jìn)行比例積分調(diào)節(jié)，得到構(gòu)網(wǎng)控制的輸出電壓參考值。
20、作為進(jìn)一步的技術(shù)限定，在所述計(jì)算模塊中，根據(jù)pwm控制信號(hào)獲取換流器中晶體管的調(diào)制信號(hào)，根據(jù)所獲取的調(diào)制信號(hào)和換流器直流側(cè)電壓幅值分別計(jì)算換流器的端口電壓。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)的有益效果為：
21、本專利技術(shù)以跟網(wǎng)型或構(gòu)網(wǎng)型中的一種控制運(yùn)行時(shí)，另一種控制方式可通過調(diào)整參考值使用虛擬電流和虛擬電壓在同一個(gè)工作點(diǎn)上運(yùn)行，在切換控制方式時(shí)不需考慮相角同步問題，不會(huì)造成換流器的波動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了換流器控制方式的平滑快速切換。
本文檔來自技高網(wǎng)...【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.基于虛擬電流電壓計(jì)算的換流器控制方式切換方法，其特征在于，包括：
2.如權(quán)利要求1中所述的基于虛擬電流電壓計(jì)算的換流器控制方式切換方法，其特征在于，所述換流器的控制方式至少包括跟網(wǎng)型控制和構(gòu)網(wǎng)型控制。
3.如權(quán)利要求2中所述的基于虛擬電流電壓計(jì)算的換流器控制方式切換方法，其特征在于，所述跟網(wǎng)型控制和所述構(gòu)網(wǎng)型控制采用下垂控制、虛擬同步控制、匹配控制或虛擬振蕩器控制。
4.如權(quán)利要求1中所述的基于虛擬電流電壓計(jì)算的換流器控制方式切換方法，其特征在于，換流器控制方式切換的過程中，根據(jù)所得到的換流器的虛擬電流和虛擬電壓調(diào)整換流器輸出電壓參考值，控制換流器運(yùn)行在同一個(gè)工作點(diǎn)上，使得換流器在同一個(gè)工作點(diǎn)上進(jìn)行控制方式的快速平滑切換。
5.如權(quán)利要求4中所述的基于虛擬電流電壓計(jì)算的換流器控制方式切換方法，其特征在于，在根據(jù)所得到的換流器的虛擬電流和虛擬電壓調(diào)整換流器輸出電壓參考值的過程中，將所得到的換流器虛擬電流和虛擬電壓輸入至跟網(wǎng)控制方法與構(gòu)網(wǎng)控制方法中，計(jì)算得到輸出的有功功率與無功功率；具體的，跟網(wǎng)型控制通過將計(jì)算出的輸出功率與功率設(shè)定
6.如權(quán)利要求1中所述的基于虛擬電流電壓計(jì)算的換流器控制方式切換方法，其特征在于，根據(jù)PWM控制信號(hào)獲取換流器中晶體管的調(diào)制信號(hào)，根據(jù)所獲取的調(diào)制信號(hào)和換流器直流側(cè)電壓幅值分別計(jì)算換流器的端口電壓。
7.基于虛擬電流電壓計(jì)算的換流器控制方式切換系統(tǒng)，采用了如權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的基于虛擬電流電壓計(jì)算的換流器控制方式切換方法，其特征在于，包括：
...【技術(shù)特征摘要】
1.基于虛擬電流電壓計(jì)算的換流器控制方式切換方法，其特征在于，包括：
2.如權(quán)利要求1中所述的基于虛擬電流電壓計(jì)算的換流器控制方式切換方法，其特征在于，所述換流器的控制方式至少包括跟網(wǎng)型控制和構(gòu)網(wǎng)型控制。
3.如權(quán)利要求2中所述的基于虛擬電流電壓計(jì)算的換流器控制方式切換方法，其特征在于，所述跟網(wǎng)型控制和所述構(gòu)網(wǎng)型控制采用下垂控制、虛擬同步控制、匹配控制或虛擬振蕩器控制。
4.如權(quán)利要求1中所述的基于虛擬電流電壓計(jì)算的換流器控制方式切換方法，其特征在于，換流器控制方式切換的過程中，根據(jù)所得到的換流器的虛擬電流和虛擬電壓調(diào)整換流器輸出電壓參考值，控制換流器運(yùn)行在同一個(gè)工作點(diǎn)上，使得換流器在同一個(gè)工作點(diǎn)上進(jìn)行控制方式的快速平滑切換。
5.如權(quán)利要求4中所述的基于虛擬電流電壓計(jì)算的換流器控制方式切換方法，其特征在于，在根據(jù)所得到的換流器的虛擬電流和虛擬電壓調(diào)整換流器輸出電壓參考值的過程中，將所得到的換流器虛擬電流...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：孫凱祺，宋書新，單鵬博，李可軍，李明洋，劉潔，曹戈，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：山東大學(xué)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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