一种组网型变流器参考电压调控方法以及装置

本申请涉及变流器控制，具体涉及一种组网型变流器参考电压调控方法以及组网型变流器参考电压调控装置。

背景技术：

1、组网型变流器用于调节本地电网中的电压和频率，正常工况条件下可视为理想电压源。当遇到严重的外部短路故障时，在电压控制环路的作用下，变流器的输出电流将急剧增大。然而，作为一种基于半导体开关器件的电力电子设备，变流器的电流容量较为有限，其最大允许输出电流通常不超过额定电流的2倍。因此，在电网故障工况下，组网型变流器必须主动修改其控制策略，以避免过电流造成设备损坏。目前，组网型变流器使用较多的一种故障控制策略是切换或者限制其电流内环的参考电流信号。这种方法能够有效地控制电流幅值，但变流器的电压控制环路被打开或者受到抑制，从而失去了对电网电压的调节能力。组网型变流器另一种常见的故障控制策略是虚拟阻抗法，其本质是将虚拟阻抗上的电压降作为原参考电压的修正量。为了在最不利的情况下仍具备限流能力，虚拟阻抗取值通常根据并网点三相金属性短路场景来设计，导致无法充分发挥变流器对故障相电压的支撑潜力。因此，如何在满足变流器运行约束的前提下对参考电压进行调控，最终充分、有效地支撑故障相电压已成为变流器控制亟待解决的一个问题。

2、因此，希望有一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述缺陷。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种组网型变流器参考电压调控方法来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述缺陷。

2、本发明的一个方面，提供一种组网型变流器参考电压调控方法，用于电网故障工况，所述组网型变流器参考电压调控方法包括：

3、获取故障类型；

4、根据所述故障类型确定当前时刻的负序不平衡度；

5、获取约束条件；

6、根据所述当前时刻的负序不平衡度以及约束条件获取正序参考电压幅值；

7、根据所述正序参考电压幅值以及当前时刻的负序不平衡度获取当前时刻的负序参考电压幅值；

8、获取当前时刻的正序参考电压的相位角度、负序参考电压的相位角度；

9、根据正序参考电压幅值、负序参考电压幅值以及所述正序参考电压的相位角度、负序参考电压的相位角度生成组网型变流器参考电压调控信号。

10、可选地，所述获取故障类型包括：

11、获取变流器并网点的外部三相阻抗信息；

12、根据所述变流器并网点的外部三相阻抗信息以及预设阻抗阈值判断故障类型，所述故障类型包括两相短路故障以及三相短路故障。

13、可选地，所述外部三相阻抗信息包括第一相阻抗、第二相阻抗、第三相阻抗；

14、所述根据所述变流器并网点的外部三相阻抗信息以及预设阻抗阈值判断故障类型，所述故障类型包括两相短路故障以及三相短路故障，包括：

15、判断第一相阻抗、第二相阻抗、第三相阻抗中数值最大的一相阻抗的值是否大于所述预设阻抗阈值且判断第一相阻抗、第二相阻抗、第三相阻抗中数值居中的一相阻抗的值是否小于所述预设阻抗阈值，若是，则

16、判断为两相短路故障。

17、可选地，所述根据所述变流器并网点的外部三相阻抗信息以及预设阻抗阈值判断故障类型，所述故障类型包括两相短路故障以及三相短路故障进一步包括：

18、除判断为两相短路故障之外的其他故障均设置为三相短路故障。

19、可选地，当所述故障为两相短路故障时，所述根据所述故障类型确定当前时刻的负序不平衡度包括：

20、获取第一时刻的负序不平衡度；

21、判断根据第一时刻的负序不平衡度所获取的当前时刻的变流器故障相的电压最大允许值是否符合预设条件，若是，则

22、根据变流器的健康相的最大允许电压值以及当前时刻的变流器故障相的最大允许电压值确定当前时刻的负序不平衡度。

23、可选地，当所述故障为两相短路故障时，所述根据所述故障类型确定当前时刻的负序不平衡度进一步包括：

24、判断根据第一时刻的负序不平衡度所获取的当前时刻的变流器的健康相的最大允许电压值以及变流器故障相的最大允许电压值是否符合预设条件，若否，则

25、根据预设调整策略变更所述第一时刻的负序不平衡度，直至根据变更后的负序不平衡度所获取的变流器故障相的最大允许电压值符合预设条件。

26、可选地，所述预设条件如下：

27、0.5ulim-1＜ulim-2≤ulim-1；其中，

28、ulim-1是变流器健康相的最大允许电压值，ulim-2是当前时刻变流器故障相的最大允许电压值。

29、可选地，所述根据变流器的健康相的最大允许电压值以及当前时刻的变流器故障相的最大允许电压值确定当前时刻的负序不平衡度采用如下公式获取：

30、其中，

31、m为和的比值定义为参考电压的负序不平衡度、表示正序参考电压幅值、表示负序参考电压幅值、ulim-1表示变流器健康相的最大允许电压值，ulim-2是当前时刻故障相的最大允许电压值。

32、本申请还提供了一种组网型变流器参考电压调控装置，所述组网型变流器参考电压调控装置包括：

33、故障类型获取模块，所述故障类型获取模块用于获取故障类型；

34、负序不平衡度确定模块，所述负序不平衡度确定模块用于根据所述故障类型确定负序不平衡度；

35、约束条件获取模块，所述约束条件获取模块用于获取约束条件；

36、正序参考电压幅值获取模块，所述正序参考电压幅值获取模块用于根据所述负序不平衡度以及约束条件获取正序参考电压幅值；

37、负序参考电压幅值获取模块，所述负序参考电压幅值获取模块用于根据所述正序参考电压幅值以及当前时刻的负序不平衡度获取当前时刻的负序参考电压幅值；

38、相位角度获取模块，所述相位角度获取模块用于获取当前时刻的正序参考电压的相位角度、负序参考电压的相位角度；

39、电压调控信号获取模块，所述电压调控信号获取模块用于根据正序参考电压幅值、负序参考电压幅值以及所述正序参考电压的相位角度、负序参考电压的相位角度生成组网型变流器参考电压调控信号。

40、有益效果：

41、通过本申请的组网型变流器参考电压调控方法能够将组网型变流器的故障相电流和非故障相电压都限制在允许的运行区间内，同时还可以实现对变流器并网点电压的负序不平衡度的灵活调节。

技术特征：

1.一种组网型变流器参考电压调控方法，用于电网故障工况，其特征在于，所述组网型变流器参考电压调控方法包括：

2.如权利要求1所述的组网型变流器参考电压调控方法，其特征在于，所述获取故障类型包括：

3.如权利要求2所述的组网型变流器参考电压调控方法，其特征在于，所述外部三相阻抗信息包括第一相阻抗、第二相阻抗、第三相阻抗；

4.如权利要求3所述的组网型变流器参考电压调控方法，其特征在于，所述根据所述变流器并网点的外部三相阻抗信息以及预设阻抗阈值判断故障类型，所述故障类型包括两相短路故障以及三相短路故障进一步包括：

5.如权利要求4所述的组网型变流器参考电压调控方法，其特征在于，当所述故障为两相短路故障时，所述根据所述故障类型确定当前时刻的负序不平衡度包括：

6.如权利要求5所述的组网型变流器参考电压调控方法，其特征在于，当所述故障为两相短路故障时，所述根据所述故障类型确定当前时刻的负序不平衡度进一步包括：

7.如权利要求6所述的组网型变流器参考电压调控方法，其特征在于，所述预设条件如下：

8.如权利要求7所述的组网型变流器参考电压调控方法，其特征在于，所述根据变流器的健康相的最大允许电压值以及当前时刻的变流器故障相的最大允许电压值确定当前时刻的负序不平衡度采用如下公式获取：

9.一种组网型变流器参考电压调控装置，其特征在于，所述组网型变流器参考电压调控装置包括：

技术总结
本申请公开了一种组网型变流器参考电压调控方法及装置。所述组网型变流器参考电压调控方法包括：获取故障类型；确定当前时刻的负序不平衡度；获取约束条件；根据负序不平衡度及约束条件获取正序参考电压幅值；根据正序参考电压幅值以及当前时刻的负序不平衡度获取当前时刻的负序参考电压幅值；获取当前时刻的正序参考电压的相位角度、负序参考电压的相位角度；根据正序参考电压幅值、负序参考电压幅值以及所述正序参考电压的相位角度、负序参考电压的相位角度生成组网型变流器参考电压调控信号。通过本申请能够将组网型变流器的故障相电流和非故障相电压都限制在允许的运行区间内，同时还可以实现对变流器并网点电压的负序不平衡度的灵活调节。

技术研发人员：郭文明,周锋,谢明华,李梦迪,于佳琪,张海霞,杨波,朱培栋
受保护的技术使用者：长沙学院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14