本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)控制，尤其涉及一種基于虛擬勵(lì)磁的構(gòu)網(wǎng)型變流器控制方法、裝置及終端設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、隨著“雙高”電力系統(tǒng)的快速建設(shè)，新能源規(guī)模逐步擴(kuò)大，變流器成為新能源與電力系統(tǒng)必不可少的接口。構(gòu)網(wǎng)型變流器能夠有效避免跟網(wǎng)型變流器因缺乏頻率、電壓主動(dòng)支撐能力引入的失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)，得到了普遍認(rèn)可并在電力系統(tǒng)中被廣泛應(yīng)用。構(gòu)網(wǎng)型變流器通過測(cè)量并網(wǎng)點(diǎn)功率實(shí)際值，與給定值做比較，構(gòu)建內(nèi)電勢(shì)幅值、相位，對(duì)外呈現(xiàn)為受控電壓源特性，從而支撐系統(tǒng)的電壓、頻率。為應(yīng)對(duì)外部電網(wǎng)大小擾動(dòng)，發(fā)揮較強(qiáng)的電壓支撐能力，構(gòu)網(wǎng)型變流器應(yīng)能充分利用自身的內(nèi)電勢(shì)控制環(huán)節(jié)，最大程度地增強(qiáng)內(nèi)電勢(shì)調(diào)節(jié)能力。

2、下垂控制是目前使用最為廣泛的一類構(gòu)網(wǎng)型控制策略，但下垂控制結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，在外部電網(wǎng)收到擾動(dòng)后，內(nèi)電勢(shì)隨無(wú)功變化而變化顯著，受無(wú)功影響較大，不能充分發(fā)揮電壓支撐能力。而使用p?i控制器將并網(wǎng)點(diǎn)處電壓測(cè)量值跟蹤至設(shè)定的電壓參考值，也是一類構(gòu)網(wǎng)型控制策略。但使用p?i控制器這一策略，在電壓變化劇烈時(shí)無(wú)法消除瞬態(tài)誤差，甚至可能產(chǎn)生超調(diào)和振蕩，導(dǎo)致對(duì)電壓的調(diào)節(jié)能力不足。

3、總的來(lái)說(shuō)，盡管現(xiàn)有技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)構(gòu)網(wǎng)，對(duì)外呈現(xiàn)出受控電壓源特性，起到一定的支撐作用，但在外部電網(wǎng)發(fā)生變化或受到擾動(dòng)后，仍無(wú)法維持內(nèi)電勢(shì)來(lái)支撐電壓。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明實(shí)施例提供一種基于虛擬勵(lì)磁的構(gòu)網(wǎng)型變流器控制方法、裝置及終端設(shè)備，通過內(nèi)電勢(shì)幅值生成模型來(lái)調(diào)節(jié)內(nèi)電勢(shì)最大程度地保持構(gòu)網(wǎng)特性，以此增強(qiáng)變流器的電壓調(diào)節(jié)功能、維持構(gòu)網(wǎng)變流器并網(wǎng)點(diǎn)電壓水平，同時(shí)在外部系統(tǒng)受到擾動(dòng)后具有良好的動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能。

2、本發(fā)明一實(shí)施例提供了一種基于虛擬勵(lì)磁的構(gòu)網(wǎng)型變流器控制方法，包括：

3、獲取并網(wǎng)點(diǎn)的有功功率、無(wú)功功率、以及電壓有效值；

4、根據(jù)所述有功功率計(jì)算內(nèi)電勢(shì)相位；

5、根據(jù)所述無(wú)功功率、預(yù)設(shè)的無(wú)功功率參考值以及預(yù)設(shè)的初始電壓參考值，計(jì)算電壓參考值；

6、將所述電壓有效值以及所述電壓參考值輸入至預(yù)設(shè)的內(nèi)電勢(shì)幅值生成模型中，以使所述內(nèi)電勢(shì)幅值生成模型中的若干p?id控制單元根據(jù)所述電壓有效值以及所述電壓參考輸出初始內(nèi)電勢(shì)幅值，繼而通過所述內(nèi)電勢(shì)幅值生成模型中的若干慣性單元、若干校正單元、以及若干線性傳遞單元中對(duì)所述初始內(nèi)電勢(shì)幅值進(jìn)行校正補(bǔ)償，最后輸出內(nèi)電勢(shì)幅值；

7、根據(jù)所述內(nèi)電勢(shì)相位以及所述內(nèi)電勢(shì)幅值，生成pwm調(diào)制信號(hào),并通過pwm調(diào)制信號(hào)對(duì)構(gòu)網(wǎng)型變流器的開關(guān)管進(jìn)行控制。

8、進(jìn)一步的，獲取并網(wǎng)點(diǎn)的電壓有效值，包括：

9、獲取在并網(wǎng)點(diǎn)檢測(cè)的初始電壓信號(hào)；

10、對(duì)所述初始電壓信號(hào)進(jìn)行濾波，生成電壓信號(hào)；

11、獲取預(yù)設(shè)的工頻電壓周期，根據(jù)以下公式計(jì)算所述電壓有效值：

12、

13、其中，t為工頻電壓周期，vf為濾波后的電壓信號(hào)。

14、進(jìn)一步的，獲取并網(wǎng)點(diǎn)的電壓有效值，包括：

15、獲取在并網(wǎng)點(diǎn)檢測(cè)的初始電壓信號(hào)；

16、對(duì)所述初始電壓信號(hào)進(jìn)行濾波，生成電壓信號(hào)；

17、將所述電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為dq坐標(biāo)系，得到所述電壓信號(hào)的d軸分量以及q軸分量；

18、根據(jù)所述電壓信號(hào)的d軸分量以及q軸分量，通過以下公式計(jì)算所述電壓有效值；

19、

20、其中，vd為所述電壓信號(hào)的d軸分量，vq為所述電壓信號(hào)的q軸分量。

21、進(jìn)一步的，所述根據(jù)所述無(wú)功功率、預(yù)設(shè)的無(wú)功功率參考值以及預(yù)設(shè)的初始電壓參考值，計(jì)算電壓參考值，包括：

22、計(jì)算所述無(wú)功功率以及所述無(wú)功功率參考值的無(wú)功功率差值；

23、獲取構(gòu)網(wǎng)型變流器的構(gòu)網(wǎng)型控制策略；

24、在所述構(gòu)網(wǎng)型控制策略為無(wú)功下垂控制策略時(shí)，獲取預(yù)設(shè)的無(wú)功下垂系數(shù)，并根據(jù)所述無(wú)功下垂系數(shù)、所述無(wú)功功率差值、以及所述初始電壓參考值，計(jì)算所述電壓參考值；

25、在所述構(gòu)網(wǎng)型控制策略為pi控制策略時(shí)，獲取預(yù)設(shè)的比例放大倍數(shù)以及預(yù)設(shè)的積分時(shí)間常數(shù)，并根據(jù)所述比例放大倍數(shù)、所述積分時(shí)間常數(shù)、所述無(wú)功功率差值、以及所述初始電壓參考值，計(jì)算所述電壓參考值。

26、進(jìn)一步的，所述內(nèi)電勢(shì)幅值生成模型，由若干所述pid控制單元、若干所述慣性單元、若干所述校正單元、以及若干所述線性傳遞單元依次串聯(lián)所構(gòu)成；

27、所述內(nèi)電勢(shì)幅值生成模型中的若干p?id控制單元根據(jù)所述電壓有效值以及所述電壓參考輸出初始內(nèi)電勢(shì)幅值，繼而通過所述內(nèi)電勢(shì)幅值生成模型中的若干慣性單元、若干校正單元、以及若干線性傳遞單元中對(duì)所述初始內(nèi)電勢(shì)幅值進(jìn)行校正補(bǔ)償，最后輸出內(nèi)電勢(shì)幅值，包括：

28、所述內(nèi)電勢(shì)幅值生成模型通過以下公式輸出所述內(nèi)電勢(shì)幅值：

29、

30、其中，eref為所述內(nèi)電勢(shì)幅值生成模型最后輸出內(nèi)電勢(shì)幅值，δv為所述電壓有效值以及所述電壓參考值的差值，s為復(fù)頻率，k1、k2、k3、k4依次為所述pid控制單元、所述慣性單元、所述校正單元、以及所述線性傳遞單元的個(gè)數(shù)，g1(s)為pid控制單元，kp為預(yù)設(shè)的比例放大倍數(shù)，ki為預(yù)設(shè)的積分時(shí)間常數(shù)，kd為預(yù)設(shè)的微分時(shí)間常數(shù)，g2(s)為慣性單元，ka為預(yù)設(shè)的比例系數(shù)，ta為預(yù)設(shè)的時(shí)間常數(shù)，g3(s)為校正單元，t1、t2均為預(yù)設(shè)的時(shí)間常數(shù)，g4(s)為線性傳遞環(huán)節(jié)，a0……an、b0……bn分別為n階、m階多項(xiàng)式的系數(shù)，n、m分別為多項(xiàng)式的階數(shù)。

31、進(jìn)一步的，所述內(nèi)電勢(shì)幅值生成模型，由若干所述pid控制單元、若干所述慣性單元、若干所述校正單元、以及若干所述線性傳遞單元依次逐個(gè)并聯(lián)所構(gòu)成；

32、所述內(nèi)電勢(shì)幅值生成模型中的若干pid控制單元根據(jù)所述電壓有效值以及所述電壓參考輸出初始內(nèi)電勢(shì)幅值，繼而通過所述內(nèi)電勢(shì)幅值生成模型中的若干慣性單元、若干校正單元、以及若干線性傳遞單元中對(duì)所述初始內(nèi)電勢(shì)幅值進(jìn)行校正補(bǔ)償，最后輸出內(nèi)電勢(shì)幅值，包括：

33、所述內(nèi)電勢(shì)幅值生成模型通過以下公式輸出所述內(nèi)電勢(shì)幅值：

34、eref(s)＝[k5(g1(s))+k6(g2(s))+k7(g3(s))+k8(g4(s))]δv(s)；

35、其中，eref為所述內(nèi)電勢(shì)幅值生成模型最后輸出內(nèi)電勢(shì)幅值，δv為所述電壓有效值以及所述電壓參考值的差值，s為復(fù)頻率，k5、k6、k7、k8依次為所述pid控制單元、所述慣性單元、所述校正單元、以及所述線性傳遞單元的個(gè)數(shù)，g1(s)為pid控制單元，g2(s)為慣性單元，g3(s)為校正單元，g4(s)為線性傳遞環(huán)節(jié)。

36、進(jìn)一步的，所述內(nèi)電勢(shì)幅值生成模型，由一個(gè)串聯(lián)結(jié)構(gòu)子模型以及一個(gè)并聯(lián)結(jié)構(gòu)子模型依次串聯(lián)構(gòu)成；

37、其中，所述串聯(lián)結(jié)構(gòu)子模型，由若干所述pid控制單元、若干所述慣性單元、若干所述校正單元、以及若干所述線性傳遞單元依次串聯(lián)構(gòu)成；

38、所述并聯(lián)結(jié)構(gòu)子模型，由若干所述pid控制單元、若干所述慣性單元、若干所述校正單元、以及若干所述線性傳遞單元依次逐個(gè)并聯(lián)構(gòu)成；

39、所述內(nèi)電勢(shì)幅值生成模型中的若干pid控制單元根據(jù)所述電壓有效值以及所述電壓參考輸出初始內(nèi)電勢(shì)幅值，繼而通過所述內(nèi)電勢(shì)幅值生成模型中的若干慣性單元、若干校正單元、以及若干線性傳遞單元中對(duì)所述初始內(nèi)電勢(shì)幅值進(jìn)行校正補(bǔ)償，最后輸出內(nèi)電勢(shì)幅值，包括：

40、所述內(nèi)電勢(shì)幅值生成模型通過以下公式輸出所述內(nèi)電勢(shì)幅值：

41、

42、其中，eref為所述內(nèi)電勢(shì)幅值生成模型最后輸出內(nèi)電勢(shì)幅值，δv為所述電壓有效值以及所述電壓參考值的差值，s為復(fù)頻率，k1、k2、k3、k4依次為所述串聯(lián)結(jié)構(gòu)子模型中pid控制單元、慣性單元、校正單元、以及線性傳遞單元的個(gè)數(shù)，k5、k6、k7、k8依次為所述并聯(lián)結(jié)構(gòu)子模型中p?id控制單元、慣性單元、校正單元、以及線性傳遞單元的個(gè)數(shù)，g1(s)為pid控制單元，g2(s)為慣性單元，g3(s)為校正單元，g4(s)為線性傳遞環(huán)節(jié)。

43、進(jìn)一步的，所述內(nèi)電勢(shì)幅值生成模型，由一個(gè)串聯(lián)結(jié)構(gòu)子模型以及一個(gè)并聯(lián)結(jié)構(gòu)子模型依次并聯(lián)構(gòu)成；

44、其中，所述串聯(lián)結(jié)構(gòu)子模型，由若干所述pid控制單元、若干所述慣性單元、若干所述校正單元、以及若干所述線性傳遞單元依次串聯(lián)構(gòu)成；

45、所述并聯(lián)結(jié)構(gòu)子模型，由若干所述pid控制單元、若干所述慣性單元、若干所述校正單元、以及若干所述線性傳遞單元依次逐個(gè)并聯(lián)構(gòu)成；

46、所述內(nèi)電勢(shì)幅值生成模型中的若干pid控制單元根據(jù)所述電壓有效值以及所述電壓參考輸出初始內(nèi)電勢(shì)幅值，繼而通過所述內(nèi)電勢(shì)幅值生成模型中的若干慣性單元、若干校正單元、以及若干線性傳遞單元中對(duì)所述初始內(nèi)電勢(shì)幅值進(jìn)行校正補(bǔ)償，最后輸出內(nèi)電勢(shì)幅值，包括：

47、

48、其中，eref為所述內(nèi)電勢(shì)幅值生成模型最后輸出內(nèi)電勢(shì)幅值，δv為所述電壓有效值以及所述電壓參考值的差值，s為復(fù)頻率，k1、k2、k3、k4依次為所述串聯(lián)結(jié)構(gòu)子模型中pid控制單元、慣性單元、校正單元、以及線性傳遞單元的個(gè)數(shù)，k5、k6、k7、k8依次為所述并聯(lián)結(jié)構(gòu)子模型中p?id控制單元、慣性單元、校正單元、以及線性傳遞單元的個(gè)數(shù)，g1(s)為pid控制單元，g2(s)為慣性單元，g3(s)為校正單元，g4(s)為線性傳遞環(huán)節(jié)。

49、本發(fā)明另一實(shí)施例提供了一種基于虛擬勵(lì)磁的構(gòu)網(wǎng)型變流器控制裝置，包括：

50、數(shù)據(jù)獲取模塊，用于獲取并網(wǎng)點(diǎn)的有功功率、無(wú)功功率、以及電壓有效值；

51、內(nèi)電勢(shì)相位計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述有功功率計(jì)算內(nèi)電勢(shì)相位；

52、電壓參考值計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述無(wú)功功率、預(yù)設(shè)的無(wú)功功率參考值以及預(yù)設(shè)的初始電壓參考值，計(jì)算電壓參考值；

53、內(nèi)電勢(shì)幅值計(jì)算模塊，用于將所述電壓有效值以及所述電壓參考值輸入至預(yù)設(shè)的內(nèi)電勢(shì)幅值生成模型中，以使所述內(nèi)電勢(shì)幅值生成模型中的若干pid控制單元根據(jù)所述電壓有效值以及所述電壓參考輸出初始內(nèi)電勢(shì)幅值，繼而通過所述內(nèi)電勢(shì)幅值生成模型中的若干慣性單元、若干校正單元、以及若干線性傳遞單元中對(duì)所述初始內(nèi)電勢(shì)幅值進(jìn)行校正補(bǔ)償，最后輸出內(nèi)電勢(shì)幅值；

54、變流器控制模塊，用于根據(jù)所述內(nèi)電勢(shì)相位以及所述內(nèi)電勢(shì)幅值，生成pwm調(diào)制信號(hào),并通過pwm調(diào)制信號(hào)對(duì)構(gòu)網(wǎng)型變流器的開關(guān)管進(jìn)行控制。

55、本發(fā)明另一實(shí)施例提供了一種終端設(shè)備，包括處理器、存儲(chǔ)器以及存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器中且被配置為由所述處理器執(zhí)行的計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)如所述任意一項(xiàng)實(shí)施例所述的一種基于虛擬勵(lì)磁的構(gòu)網(wǎng)型變流器控制方法。

56、通過實(shí)施本發(fā)明具有如下有益效果：

57、本發(fā)明公開了一種基于虛擬勵(lì)磁的構(gòu)網(wǎng)型變流器控制方法、裝置及終端設(shè)備，所述方法通過設(shè)立一內(nèi)電勢(shì)幅值生成模型來(lái)根據(jù)并網(wǎng)點(diǎn)的電壓有效值以及預(yù)設(shè)的電壓參考值計(jì)算內(nèi)電勢(shì)幅值，具體的，內(nèi)電勢(shì)幅值生成模型中設(shè)立有若干pid控制單元，而眾所周知的是，pid控制單元中設(shè)置有p(比例環(huán)節(jié))用于控制偏差；i(積分環(huán)節(jié))用于減小穩(wěn)態(tài)誤差；d(微分環(huán)節(jié))調(diào)節(jié)偏差信號(hào)的變化率，有利于加快變流器的動(dòng)態(tài)響應(yīng)，減小超調(diào)。因此，通過設(shè)置若干p?id控制單元能夠有效增強(qiáng)構(gòu)網(wǎng)型變流器對(duì)擾動(dòng)的響應(yīng)能力，實(shí)現(xiàn)內(nèi)電勢(shì)快速調(diào)節(jié)。其次通過慣性單元對(duì)pid控制單元輸出結(jié)果進(jìn)行延遲，使得輸出結(jié)果不能突變，以維系內(nèi)電勢(shì)幅值的穩(wěn)定，再通過校正單元對(duì)pid控制單元的輸出結(jié)果進(jìn)行濾波補(bǔ)償，以提高內(nèi)電勢(shì)幅值穩(wěn)態(tài)精度，以及進(jìn)一步增強(qiáng)構(gòu)網(wǎng)型變流器對(duì)擾動(dòng)的響應(yīng)能力，實(shí)現(xiàn)內(nèi)電勢(shì)快速調(diào)節(jié)。因此，本發(fā)明通過內(nèi)電勢(shì)幅值生成模型增強(qiáng)對(duì)內(nèi)電勢(shì)的調(diào)節(jié)控制能力，尤其是當(dāng)變流器并網(wǎng)點(diǎn)電壓受擾動(dòng)而發(fā)生波動(dòng)時(shí)，通過調(diào)節(jié)內(nèi)電勢(shì)最大程度保持構(gòu)網(wǎng)特性，以此增強(qiáng)變流器的電壓調(diào)節(jié)功能、維持構(gòu)網(wǎng)變流器并網(wǎng)點(diǎn)電壓水平，同時(shí)在外部系統(tǒng)受到擾動(dòng)后具有良好的動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能。