三相四线制逆变器的电压穿越控制装置、方法及存储介质与流程

本发明涉及电力电子，尤其涉及一种三相四线制逆变器的电压穿越控制装置、方法及存储介质。

背景技术：

1、近年来，储能逆变器在电力系统中所占比重越来越大，目前多个国家的并网标准中都要求逆变器具有电压故障穿越能力。当电网故障或者受到大扰动时导致逆变器并网电压跌落，在规定的电压跌落范围和持续时间间隔内，逆变器能够不脱网的稳定运行，同时向电网输送定量的无功功率用来支撑电网电压的恢复，使得电网能够尽快的恢复稳定运行。电压骤降不可避免地会给发电系统带来相应的暂态过程，如过电压、过电流等情况，严重的情况也会影响控制系统的平稳运作，整个发电的系统将出现严重的故障并且难以修复，更有甚者导致整个电力系统的瘫痪。电压穿越技术在逆变器运行的过程中，可以起到电网高效稳定运转的作用，所以低电压穿越技术被广泛的研究和实际应用。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述需求，提供一种三相四线制逆变器的电压穿越控制装置、方法及存储介质。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

3、一方面，构造一种三相四线制逆变器的电压穿越控制方法，基于vde4110并网标准，所述方法包括：

4、正负序分量分离步骤：将采集的三相电压进行电压正、负序分离，得到三相电压的电压正序分量、电压负序分量；

5、模值计算步骤：将得到的三相电压的电压正序分量、电压负序分量进行αβ坐标变换得到两相电压的电压正序分量、电压负序分量，基于两相电压的电压正序分量、电压负序分量计算得到正序电压模值和负序电压模值；

6、正交信号计算步骤：将电网三相电压的电压正序分量、电压负序分量分别送入二阶广义积分器模块中，从而得到与所输入的电压正序分量、电压负序分量分别滞后90°相位的正交信号；

7、电流给定信号确定步骤：基于正序电压模值的增量和负序电压模值的增量以及正交信号，得到三相电流的正序给定信号和负序给定信号，将三相电流的正序给定信号和负序给定信号相加得到三相电流给定信号；

8、电压输出控制步骤：将得到的三相电流给定信号进行αβ坐标变换后再进行dq变换获得d轴、q轴、z轴的电流给定信号，根据d轴、q轴、z轴的电流给定信号对d、q、z轴电流进行控制。

9、进一步地，在本发明所述的方法中，所述的电流给定信号确定步骤具体包括：

10、根据得到的正交信号，构建与电流同相位且幅值为1的单位正弦信号；

11、将正序电压模值的增量的绝对值和负序电压模值的增量的绝对值分别乘以调节系数k得到正序电流模值和负序电流模值，2<k<6；

12、将构建的各个单位正弦信号乘以得到正序电流模值和负序电流模值，得到三相电流的正序给定信号和负序给定信号；

13、针对每一相，将其电流的正序给定信号和负序给定信号相加得到当前相的电流给定信号。

14、进一步地，在本发明所述的方法中，所述电压正序分量和电压负序分量的分离基于如下计算式实现：

15、

16、

17、其中，ua、ub、uc表示采集的三相电压，表示三相电压的电压正序分量，表示三相电压的电压负序分量。

18、进一步地，在本发明所述的方法中，所述的将得到的三相电压的电压正序分量、电压负序分量从三相静止坐标系变换至两相静止坐标系，具体是基于如下计算式实现：

19、

20、

21、其中，表示三相电压的电压正序分量，表示三相电压的电压负序分量，表示两相电压的电压正序分量，表示两相电压的电压负序分量；

22、所述的基于两相电压的电压正序分量、电压负序分量计算得到两相电压的正、负序的模值，具体是基于如下计算式实现：

23、

24、

25、其中，表示正、负序的模值，表示两相电压的电压正序分量，表示两相电压的电压负序分量。

26、进一步地，在本发明所述的方法中，所述二阶广义积分器模块包括第一减法器、第二减法器、第一乘法器、第二乘法器、第三乘法器、第一积分器、第二积分器，第一减法器的输入端接收外部输入的电压正序分量或者电压负序分量，第一减法器的输出端连接第一乘法器的输入端，第一乘法器的输出端连接第二减法器的输入端，第二减法器的输出端经由连接第二乘法器的输入端，第二乘法器的输出端连接第一积分器的输入端，第一积分器的输出端输出同相位信号，第一积分器的输出端还连接第一减法器的负反馈端以及第二积分器的输入端，第二积分器的输出端连接第三乘法器的输入端，第三乘法器的输出端输出正交信号，且第三乘法器的输出端还连接第二减法器的负反馈端。

27、进一步地，在本发明所述的方法中，所述的将得到的三相电流给定信号进行αβ坐标变换后再进行dq变换获得d轴、q轴、z轴的电流给定信号，具体是基于如下计算式实现：

28、

29、

30、其中，ia_ref、ib_ref、ic_ref代表三相电流给定信号，i0、iα、iβ代表三相电流给定信号进行αβ坐标变换后的结果，id_ref，iq_ref，iz_ref代表d轴、q轴、z轴的电流给定信号。

31、进一步地，在本发明所述的方法中，所述的根据d轴、q轴、z轴的电流给定信号对d、q、z轴电流进行控制，包括：

32、获取采样的储能变流器输出的三相电流，进行坐标变换得到d轴、q轴、z轴的电流采样信号；以及获取采样的输入到电网的三相电压，进行坐标变换得到d轴、q轴、z轴的电压采样信号；

33、将d轴、q轴、z轴的电流给定信号分别减去对应的电流采样信号得到d轴、q轴、z轴的电流差值信号，将电流差值信号输入对应的pi控制器得到d轴、q轴、z轴的电压控制信号；

34、将d轴、q轴、z轴的电压控制信号分别加上对应的电压采样信号后进行坐标变换，得到三相电压的电压控制信号，将三相电压的电压控制信号输入到spwm，以便spwm输出pwm控制信号给到储能变流器。

35、二方面，构造一种三相四线制逆变器的电压穿越控制装置，基于vde4110并网标准，所述装置包括：

36、正负序分量分离模块，用于将采集的三相电压进行电压正、负序分离，得到三相电压的电压正序分量、电压负序分量；

37、模值计算模块，用于将得到的三相电压的电压正序分量、电压负序分量进行αβ坐标变换得到两相电压的电压正序分量、电压负序分量，基于两相电压的电压正序分量、电压负序分量计算得到正序电压模值和负序电压模值；

38、正交信号计算模块，用于将电网三相电压的电压正序分量、电压负序分量分别送入二阶广义积分器模块中，从而得到与所输入的电压正序分量、电压负序分量分别滞后90°相位的正交信号；

39、电流给定信号确定模块，用于基于正序电压模值的增量和负序电压模值的增量以及正交信号，得到三相电流的正序给定信号和负序给定信号，将三相电流的正序给定信号和负序给定信号相加得到三相电流给定信号；

40、电压输出控制模块，用于将得到的三相电流给定信号进行αβ坐标变换后再进行dq变换获得d轴、q轴、z轴的电流给定信号，根据d轴、q轴、z轴的电流给定信号对d、q、z轴电流进行控制。

41、三方面，构造一种三相四线制逆变器的电压穿越控制装置，基于vde4110并网标准，包括处理器和存储器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如前所述的方法的步骤。

42、四方面，构造一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如前所述的方法的步骤。

43、本发明的三相四线制逆变器的电压穿越控制装置、方法及存储介质，具有以下有益效果：本发明针对vde4110标准，提供了一种三相四线制逆变器的电压穿越控制方法，能够在电压穿越工况下输出特定无功，高压穿越输出感性无功，低压穿越输出容性无功，无功的大小和电压正、负序有关，保证逆变器系统在穿越过程中输出无功支撑电网，在确定的时间内承受一定限值的电网低电压而不退出运行。