计及线路功率传输能力的新能源暂态自抗扰电压支撑方法与流程

本发明属于新能源并网稳定控制，尤其涉及一种计及线路功率传输能力的新能源暂态自抗扰电压支撑方法。

背景技术：

1、目前风、光新能源逐步取代传统同步发电机成为主导发电能源。因此，新能源必须承担起传统同步发电机维持电网稳定的责任和义务。其中，在电网故障状态下，新能源须对电网提供无功电压支撑，以提升电网电压稳定能力，避免连锁故障等事故发生。

2、针对无功电压支撑，早期采用电容器-电抗器组实施电压控制。但响应速度相对较慢，不能实现电压快速支撑。后又采用新能源-电容器组-有载调压变压器联合调控、新能源-statcom联合调控等方案。相关控制分为两部分，一部分负责优化不同单元无功出力，一部分负责快速调控无功出力大小。针对后者，过去常采用构造电压闭环，并利用pi控制器调控的方式。该方法鲁棒性较强，但未能对线路电压电路实现自适应控制，控制速度有待进一步提高。

技术实现思路

1、本发明提供一种计及线路功率传输能力的新能源暂态自抗扰电压支撑方法，用于解决无法对线路电压电路实现自适应控制的技术问题。

2、第一方面，本发明提供一种计及线路功率传输能力的新能源暂态自抗扰电压支撑方法，包括：

3、构建计及线路功率传输能力的新能源无功电压控制模型，根据所述新能源无功电压控制模型调控新能源并网点的并网电压；

4、构建用于故障电压支撑的新能源并网环节控制回路，所述新能源并网环节控制回路中包含基于pi控制器构造的并网电压闭环以及基于锁存器构造的功率前馈支路；

5、将所述新能源并网点的并网电压vpcc与并网电压参考值作差，并将差值输入至所述并网电压闭环中，输出q轴电流第一部分参考值iqr1，其中，计算所述q轴电流第一部分参考值iqr1的表达式为：

6、

7、式中，kp为pi控制器比例系数，ki为pi控制器积分系数，s为拉普拉斯算子；

8、根据所述功率前馈支路生成q轴电流第二部分参考值iqr2，其中，计算所述q轴电流第二部分参考值iqr2的表达式为：

9、

10、式中，为故障后t＝t0+δt时刻的并网电压，为故障后t＝t0+δt时刻的q轴电流，为故障前t＝t0时刻的并网电压，为故障前t＝t0时刻的q轴电流；

11、根据所述q轴电流第一部分参考值iqr1和所述q轴电流第二部分参考值iqr2计算最终的q轴电流参考值iqr，并将所述q轴电流参考值iqr作为并网系统在电网严重故障下的电流控制器指令值进行控制，得到pwm的调制电压。

12、第二方面，本发明提供一种计及线路功率传输能力的新能源暂态自抗扰电压支撑系统，包括：

13、第一构建模块，配置为构建计及线路功率传输能力的新能源无功电压控制模型，根据所述新能源无功电压控制模型调控新能源并网点的并网电压；

14、第二构建模块，配置为配置为构建用于故障电压支撑的新能源并网环节控制回路，所述新能源并网环节控制回路中包含基于pi控制器构造的并网电压闭环以及基于锁存器构造的功率前馈支路；

15、输出模块，配置为将所述新能源并网点的并网电压vpcc与并网电压参考值作差，并将差值输入至所述并网电压闭环中，输出q轴电流第一部分参考值iqr1，其中，计算所述q轴电流第一部分参考值iqr1的表达式为：

16、

17、式中，kp为pi控制器比例系数，ki为pi控制器积分系数，s为拉普拉斯算子；

18、生成模块，配置为根据所述功率前馈支路生成q轴电流第二部分参考值iqr2，其中，计算所述q轴电流第二部分参考值iqr2的表达式为：

19、

20、式中，为故障后t＝t0+δt时刻的并网电压，为故障后t＝t0+δt时刻的q轴电流，为故障前t＝t0时刻的并网电压，为故障前t＝t0时刻的q轴电流；

21、控制模块，配置为根据所述q轴电流第一部分参考值iqr1和所述q轴电流第二部分参考值iqr2计算最终的q轴电流参考值iqr，并将所述q轴电流参考值iqr作为并网系统在电网严重故障下的电流控制器指令值进行控制，得到pwm的调制电压。

22、第三方面，提供一种电子设备，其包括：至少一个处理器，以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器，其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行本发明任一实施例的计及线路功率传输能力的新能源暂态自抗扰电压支撑方法的步骤。

23、第四方面，本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序指令被处理器执行时，使所述处理器执行本发明任一实施例的计及线路功率传输能力的新能源暂态自抗扰电压支撑方法的步骤。

24、本申请的计及线路功率传输能力的新能源暂态自抗扰电压支撑方法，在实施无功电压支撑控制技术时，计及线路功率传输模型影响，利用锁存器构造功率前馈支路快速抑制故障对并网点电压的影响，利用并网电压闭环和pi控制器精准调节并网点电压，最终实现对并网电压既快又准地稳定支持。

技术特征：

1.一种计及线路功率传输能力的新能源暂态自抗扰电压支撑方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种计及线路功率传输能力的新能源暂态自抗扰电压支撑方法，其特征在于，其中，所述新能源无功电压控制模型的表达式为：

3.根据权利要求1所述的一种计及线路功率传输能力的新能源暂态自抗扰电压支撑方法，其特征在于，所述根据所述功率前馈支路生成q轴电流第二部分参考值iqr2包括：

4.根据权利要求1所述的一种计及线路功率传输能力的新能源暂态自抗扰电压支撑方法，其特征在于，其中，计算最终的q轴电流参考值iqr的表达式为：iqr=iqr1-iqr2。

5.一种计及线路功率传输能力的新能源暂态自抗扰电压支撑系统，其特征在于，包括：

6.一种电子设备，其特征在于，包括：至少一个处理器，以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器，其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1至4任一项所述的方法。

7.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时实现权利要求1至4任一项所述的方法。

技术总结
本发明公开了一种计及线路功率传输能力的新能源暂态自抗扰电压支撑方法，方法包括：构建用于故障电压支撑的新能源并网环节控制回路；将新能源并网点的并网电压与并网电压参考值作差，并将差值输入至并网电压闭环中，输出q轴电流第一部分参考值；根据功率前馈支路生成q轴电流第二部分参考值；根据q轴电流第一部分参考值和q轴电流第二部分参考值计算最终的q轴电流参考值，并将q轴电流参考值I<subgt;qr</subgt;作为并网系统在电网严重故障下的电流控制器指令值进行控制，得到PWM的调制电压。利用并网电压闭环和PI控制器精准调节并网点电压，最终实现对并网电压既快又准地稳定支持。

技术研发人员：陶翔,徐在德,王凯,辛建波,张帅,陈波,孙之栋,叶钟海,周求宽,刘一欣,周宁,程思萌,汪硕承,郝钰,刘柳,周煦光,戈田平
受保护的技术使用者：国网江西省电力有限公司电力科学研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/2/19