一种目标区域电压暂降控制方法、装置、系统及介质与流程

本发明属于电气设备领域，具体地说，涉及一种目标区域电压暂降控制方法。

背景技术：

1、工业园区对供电的质量有着非常高的要求，供电质量的不佳将会导致所生产的产品不符合标准而造成经济的损失。而电压暂降作为最严重的电能质量问题之一，它会导致重要敏感负荷生产过程中断，因此电压暂降的治理措施成为了供电公司研究的热点。工业园区目前大多采用在电压暂降时采用加入用户侧储能或动态电压恢复器等方式治理电压暂降的问题，但这样增加了额外投资，不具有经济性。

2、传统的将储能电池接入工业园区负荷采用的是跟网型控制结构，其锁相环不具有频率和电压支撑能力，在公用连接点电压暂降时其频率和电压可能会随之波动，不能满足工业园区对负荷供电质量的要求。而构网型储能变流器具有功率环控制，其内部的无功电压控制，能够在公用连接点电压暂降较低时，根据其设定的无功电压下垂曲线，自动发送无功功率从而支撑公用连接点电压；在公用连接点电压暂降较深时，还可灵活改变其内部控制结构，输出自身运行最大无功功率以支撑公用连接点电压；另外针对公用连接点电压暂降持续时间长的问题，还可使工业园区脱离电网发挥其电压源特性，维持工业园区公用连接点电压稳定性。针对构网型储能变流器这些优点，结合工业园区的储能电池，提出将构网型储能变流器接入储能电池代替传统的跟网型，发挥构网型储能在不同电压暂降情况下对工业园区公用连接点的电压支撑优势，保证对工业园区的供电可靠性，提高整体经济效益。

技术实现思路

1、为解决现有技术问题，本发明提供了一种目标区域电压暂降控制方法，能实现目标区域公用连接点电压在不同暂降程度下依靠构网型储能模块支撑目标区域的公用连接点电压，保证目标区域供电可靠性，并提高整体经济效益。

2、本发明所要解决的技术问题是通过以下技术方案实现的：

3、一种目标区域电压暂降控制方法，应用于包括公用连接点、敏感负荷、储能电池和构网型储能变流器模块的目标区域，其中敏感负荷分别与公用连接点、构网型储能变流器模块串接，储能电池和构网型储能变流器模块串接；所述方法包括如下步骤：

4、采集目标区域公用连接点电压；

5、判断公用连接点电压的暂降是否超过用户设定的第一临界值或者公用连接点电压超过用户设定的第二临界值的时间是否超过用户设定的允许暂降持续时间；

6、根据判断的不同电压暂降情况分别采取三种治理策略，使公用连接点电压抬升至负荷所需要求。

7、进一步的，所述公用连接点电压的暂降具体获取步骤为：

8、将公用连接点电压uoabc和电流ioabc通过坐标变换为dq轴下的两个分量uod、uoq，iod、ioq；

9、根据获得的电压uod、uoq分量，通过电压有效值计算公式得到目标区域公用连接点电压有效值ue，结合目标区域公用连接点电压有效值uref得到目标区域公用连接点电压跌落百分比d。

10、进一步的，所述电目标区域公用连接点电压有效值ue的计算公式和电压跌落百分比d的表达式分别为：

11、

12、

13、进一步的，所述根据判断的不同电压暂降情况分别采取三种治理策略，使公用连接点电压抬升至负荷所需要求，保证目标区域敏感负荷正常运行，具体包括：

14、检测到公用连接点电压未暂降至用户设定的临界值时，则采用一级治理策略支撑公用连接点电压；

15、检测到公用连接点电压暂降超过用户设定的临界值时，则采用二级治理策略支撑公用连接点电压；

16、检测到构网型储能变流器处于二级治理策略且公用连接点电压暂降时间超过用户设定的允许暂降持续时间，则进入三级治理策略。

17、进一步的，所述采用一级治理策略支撑公用连接点电压，具体包括：

18、根据采集的公用连接点电压uoabc和电流ioabc计算得到实际的有功功率pe和无功功率qe，实际有功功率pe和和有功功率基准值pref参与有功频率控制生成用于坐标变换的相角θ，实际无功功率qe和无功功率基准值qref参与无功电压控制生成公用连接点电压参考幅值e；

19、公用连接点电压参考幅值e、主电路上的电流ilabc和公用连接点电流ioabc参与内环电压电流控制生成两相旋转坐标系下的调制信号ed和eq；

20、调制信号ed和eq经坐标变换后作用于pwm控制模块，使pwm控制模块生成控制三相逆变器的开关信号。

21、进一步的，所述采用二级治理策略支撑公用连接点电压，具体包括：

22、参与坐标变换的相角θpll和公用连接点电压参考幅值epll转为由pll锁相环根据公用连接点电压获取，内环电压电流控制生成的两相旋转坐标系下的调制信号和转为由电流环单独控制；

23、根据无功功率计算表达式，电流环输入的基准电流指令idref、iqref转为由限幅模块根据公用连接点电压暂降情况获得的新的基准电流指令idf、iqf；

24、改变电流环输出的调制信号为edpll和eqpll，进而改变对三相逆变器控制的开关信号，使其为目标区域模块公用连接点提供电压支撑。

25、进一步的，所述三级治理策略具体包括：

26、触发电压暂降检测装置的断开信号使目标区域公用连接点断开输电线路，恢复构网型储能变流器模块为一级治理策略时的控制结构；

27、采用积分清零的方式消除二级治理策略时功率环和内环电压电流控制中的积分饱和情况；

28、目标区域脱离电网运行，进入由储能电池供电的孤岛模式，构网型变流器模块输出的有功功率和无功功率将根据目标区域负荷的需求自动发送，其频率以内部的额定频率为基准输出；

29、构网型储能变流器模块变储能电池输出的直流电为交流电提供给目标区域负荷。

30、一种目标区域电压暂降控制装置，包括：

31、电压采集模块，用于采集目标区域公用连接点电压；

32、电压暂降判断模块，用于判断公用连接点电压的暂降是否超过用户设定的第一临界值或者公用连接点电压超过用户设定的第二临界值的时间是否超过用户设定的允许暂降持续时间；

33、电压暂降治理模块，用于根据判断的不同电压暂降情况分别采取三种治理策略，使公用连接点电压抬升至负荷所需要求。

34、进一步的，所述电压暂降治理模块具体用于：

35、检测到公用连接点电压未暂降至用户设定的临界值时，则采用一级治理策略支撑公用连接点电压；

36、检测到公用连接点电压暂降超过用户设定的临界值时，则采用二级治理策略支撑公用连接点电压；

37、检测到构网型储能变流器处于二级治理策略且公用连接点电压暂降时间超过用户设定的允许暂降持续时间，则进入三级治理策略。

38、进一步的，所述采用一级治理策略支撑公用连接点电压，具体包括：

39、根据采集的公用连接点电压uoabc和电流ioabc计算得到实际的有功功率pe和无功功率qe，实际有功功率pe和和有功功率基准值pref参与有功频率控制生成用于坐标变换的相角θ，实际无功功率qe和无功功率基准值qref参与无功电压控制生成公用连接点电压参考幅值e；

40、公用连接点电压参考幅值e、主电路上的电流ilabc和公用连接点电流ioabc参与内环电压电流控制生成两相旋转坐标系下的调制信号ed和eq；

41、调制信号ed和eq经坐标变换后作用于pwm控制模块，使pwm控制模块生成控制三相逆变器的开关信号。

42、进一步的，所述采用二级治理策略支撑公用连接点电压，具体包括：

43、参与坐标变换的相角θpll和公用连接点电压参考幅值epll转为由pll锁相环根据公用连接点电压获取，内环电压电流控制生成的两相旋转坐标系下的调制信号和转为由电流环单独控制；

44、根据无功功率计算表达式，电流环输入的基准电流指令idref、iqref转为由限幅模块根据公用连接点电压暂降情况获得的新的基准电流指令idf、iqf；

45、改变电流环输出的调制信号为edpll和eqpll，进而改变对三相逆变器控制的开关信号，使其为公用连接点提供电压支撑。

46、进一步的，所述三级治理策略具体包括：

47、触发电压暂降检测装置的断开信号使目标区域公用连接点断开输电线路，恢复构网型储能变流器模块为一级治理策略时的控制结构；

48、采用积分清零的方式消除二级治理策略时功率环和内环电压电流控制中的积分饱和情况；

49、目标区域脱离电网运行，进入由储能电池供电的孤岛模式，构网型变流器模块输出的有功功率和无功功率将根据目标区域负荷的需求自动发送，其频率以内部的额定频率为基准输出；

50、构网型储能变流器模块变储能电池输出的直流电为交流电提供给目标区域负荷。

51、一种目标区域电压暂降控制系统，包括：计算机可读存储介质和处理器；

52、所述计算机可读存储介质用于存储可执行指令；

53、所述处理器用于读取所述计算机可读存储介质中存储的可执行指令，执行所述的目标区域电压暂降控制方法。

54、一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现所述的目标区域电压暂降控制方法。

55、本发明具有如下有益效果：

56、本发明能够利用构网型储能变流器模块中的电压暂降检测装置判断公用连接点电压暂降程度，进而依靠其控制结构针对所检测到的不同电压暂降情况采取三种治理策略，使公用连接点电压抬升至负荷所需要求，保证目标区域敏感负荷正常运行。本发明属相比于传统的储能型电压暂降治理装置，本发明充分发挥了储能的优势，能够为目标区域在电压暂降时提供更快、更强的电压支撑能力，保证目标区域的供电稳定性。