本发明涉及电力系统控制，特别涉及一种用于暂态工况下控制换流器的方法及系统。
背景技术：
1、随着电力电子技术的快速发展，换流器在电力系统中的应用越来越广泛，尤其在可再生能源发电、智能电网和工业电机控制等领域，换流器已经成为关键设备。换流器通过将直流电转换为交流电，或将交流电从一种频率和电压转换为另一种频率和电压，实现能量的高效传输和控制。然而，在电力系统运行过程中，换流器需要面对各种暂态工况，如电网故障、负载突变和电压暂降等，这对换流器的控制性能提出了严峻的挑战。
2、传统的换流器控制方法在应对电网故障和其他暂态工况时，往往存在响应速度慢、适应性差、暂态支撑能力和稳定性不足的问题。具体而言，当电力系统发生故障时，如短路、过载或过温，换流器需要在极短的时间内做出响应，以维持系统的稳定性。这就要求换流器控制系统能够快速、准确地检测故障类型和严重程度，并根据情况实时调整控制策略，确保电流指令的精确性和稳定性。
3、目前，常见的换流器控制方法主要包括基于比例积分(pi)控制的传统方法和基于现代控制理论的高级控制方法。pi控制方法由于其结构简单、实现方便，在工程实践中得到广泛应用。然而，pi控制在应对复杂的暂态工况时，其参数调节依赖于系统模型，对于参数变化敏感，难以适应动态环境中的快速变化，导致系统的控制性能受到限制。
4、现代控制理论引入了诸如预测控制、自适应控制和鲁棒控制等先进控制策略。这些方法通过建立系统的数学模型，采用优化算法对控制参数进行在线调整，具有更好的动态性能和鲁棒性。然而，现代控制方法的实现复杂度较高，对计算资源和系统模型的精度要求较高，使得其在实际应用中受到一定限制。
技术实现思路
1、为了解决现有技术中的上述问题，本发明提出了一种用于暂态工况下控制换流器的方法，包括以下步骤：
2、实时监测并网点的电压信号；
3、将电压信号与预设的电压阈值比较，生成相应的故障信号；
4、根据故障信号调整换流器的运行模式。
5、在系统故障运行模式下，换流器的初始电流指令如下式所示：
6、
7、式中的各参数含义如下：
8、id.ref.gf和iq.ref.gf分别代表d轴和q轴的参考电流；
9、eq|0：短路前同步电机空载电动势，可根据同步电机运行特性及典型参数进行计算，进而用于换流器中；
10、ud|0、uq|0：短路前端电压经park变换后的dq轴分量，可根据同步电机运行特性及典型参数进行计算，进而用于换流器中；
11、t′d：励磁绕组在定子短路情况下的时间常数，可参考同步电机典型参数进行选取，进而用于换流器中；
12、ta：直流分量及倍频交流分量的衰减时间常数，可参考同步电机典型参数进行选取，进而用于换流器中；
13、xd、xq：定子直轴及交轴运算电抗，可参考同步电机典型参数进行选取，进而用于换流器中；
14、x′d：直轴暂态电抗，可参考同步电机典型参数进行选取，进而用于换流器中；
15、t：时间。
16、公式中的衰减因子和由衰减环节实现，所述衰减环节的运行包括以下步骤：
17、生成触发信号；
18、生成单位阶跃信号；
19、生成一阶惯性响应；
20、将数字1与一阶惯性响应相减，得到最终的衰减因子；
21、其中，用于生成d轴电流指令的衰减因子的一阶惯性环节的时间常数为t′d和ta，用于生成q轴电流指令的衰减因子的一阶惯性环节的时间常数为ta。
22、根据故障类型和严重程度动态调整换流器的初始电流指令具体包括如下步骤：
23、识别故障类型和严重程度；
24、根据故障类型和严重程度动态调整电流指令表达式中的参数；
25、根据实时监测的数据动态调整电流指令；
26、实时监测输出电流并进行参数优化。
27、调整后的电流指令具体如下：
28、调整后的d轴电流指令表达式：
29、
30、调整后的q轴电流指令表达式：
31、
32、其中：id.ref.gf：调整后的d轴电流指令；iq.ref.gf：调整后的q轴电流指令；xd、xq：定子直轴及交轴运算电抗；x′d：直轴暂态电抗；t：时间；t′d：励磁绕组在定子短路情况下的时间常数；ta：直流分量及倍频交流分量的衰减时间常数；eq|0·(1-k1·ɑ)：短路前空载电动势根据故障严重程度系数α和调整系数k1动态调整；uq|0·(1-k2·β)：短路前端电压q轴分量根据故障类型系数β和调整系数k2动态调整；ud|0·(1-k3·γ)：短路前端电压d轴分量根据故障位置系数γ和调整系数k3动态调整。
33、所述调整系数根据故障严重程度系数α、故障类型系数β和故障位置系数γ，确定调整系数k1、k2和k3的具体值；调整系数的计算公式如下：
34、k1＝k1，0·(1-ɑ)
35、k2＝k2，0·(1-β)
36、k3＝k3，0·(1-γ)
37、其中，k1，0、k2，0和k3，0为初始调整系数。
38、生成相应的故障信号进一步包括当电压信号高于设定的阈值时，系统故障检测模块判断系统无故障；当电压信号低于设定的阈值时，系统故障检测模块判断系统出现故障。
39、所述故障类型包括短路、过载或者过温。
40、在系统故障检测模块判断系统出现故障后，还包括：在系统发生故障时，根据故障类型和严重程度动态调整换流器的初始电流指令。
41、再一方面，本技术还提供了一种用于暂态工况下控制换流器的系统，包括：
42、监测模块，用于实时监测并网点的电压；
43、传递模块，用于将电压信号传递给系统故障检测模块；
44、故障判断模块，用于将电压信号与预设的电压阈值比较，生成相应的故障信号；
45、模式调整模块，用于根据故障信号调整所述换流器的运行模式；
46、指令调整模块，用于在系统发生故障时，根据故障类型和严重程度动态调整换流器的初始电流指令。
47、所述初始电流指令按下式计算：
48、
49、式中的各参数含义如下：
50、id.ref.gf和iq.ref.gf分别代表d轴和q轴的参考电流；
51、eq|0：短路前同步电机空载电动势；
52、ud|0、uq|0：短路前端电压经park变换后的dq轴分量；
53、t′d：励磁绕组在定子短路情况下的时间常数；
54、ta：直流分量及倍频交流分量的衰减时间常数；
55、xd、xq：定子直轴及交轴运算电抗；
56、x′d：直轴暂态电抗；
57、t：时间；
58、和衰减因子。
59、还包括衰减因子运行模块，用于：
60、生成触发信号；
61、生成单位阶跃信号；
62、生成一阶惯性响应；
63、将数字1与一阶惯性响应相减，得到最终的衰减因子；
64、其中，用于生成d轴电流指令的衰减因子的一阶惯性环节的时间常数为t′d和ta，用于生成q轴电流指令的衰减因子的一阶惯性环节的时间常数为ta。
65、所述指令调整模块具体用于：
66、识别故障类型和严重程度；
67、根据故障类型和严重程度动态调整电流指令表达式中的参数；
68、根据实时监测的数据动态调整电流指令；
69、实时监测输出电流并进行参数优化。
70、所述指令调整模块按下式计算调整后的电流指令：
71、调整后的d轴电流指令表达式：
72、
73、调整后的q轴电流指令表达式：
74、
75、其中：id.ref.gf：调整后的d轴电流指令；iq.ref.gf：调整后的q轴电流指令；xd、xq：定子直轴及交轴运算电抗；x′d：直轴暂态电抗；t：时间；t′d：励磁绕组在定子短路情况下的时间常数；ta：直流分量及倍频交流分量的衰减时间常数；eq|0·(1-k1·α)：短路前空载电动势根据故障严重程度系数α和调整系数k1动态调整；uq|0·(1-k2·β)：短路前端电压q轴分量根据故障类型系数β和调整系数k2动态调整；ud|0·(1-k3·γ)：短路前端电压d轴分量根据故障位置系数γ和调整系数k3动态调整。
76、所述调整系数根据故障严重程度系数ɑ、故障类型系数β和故障位置系数γ，确定调整系数k1、k2和k3的具体值；调整系数的计算公式如下：
77、k1＝k1，0·(1-α)
78、k2＝k2，0·(1-β)
79、k3＝k3，0·(1-γ)
80、其中，k1，0、k2，0和k3，0为初始调整系数。
81、还包括故障判断模块用于：
82、当电压信号高于设定的阈值时，系统故障检测模块判断系统无故障；当电压信号低于设定的阈值时，系统故障检测模块判断系统出现故障。
83、再一方面，本技术还提供了一种电子设备，包括：至少一个处理器和存储器；所述存储器和处理器通过总线相连；
84、所述存储器，用于存储一个或多个程序；
85、当所述一个或多个程序被所述至少一个处理器执行时，实现如上述所述的一种用于暂态工况下控制换流器的方法。
86、再一方面，本技术还提供了一种计算机可读存储介质，其上存有计算机程序，所述计算机程序被执行时，实现如上述所述的一种用于暂态工况下控制换流器的方法。
87、有益效果：
88、本发明通过故障类型识别模块识别故障类型和严重程度，并利用自适应参数调整模块根据这些因素动态调整电流指令参数。在故障发生时，系统根据实时监测数据进行调整，参数反馈与优化部分实时优化，使系统能够快速适应各种复杂故障情况。衰减因子的精准计算确保了电流指令的准确性，提高了换流器在故障情况下的响应速度、暂态支撑能力和稳定性。通过这种设计，换流器能够在短路、过载和过温等不同故障情况下准确识别并作出调整，显著提升了系统的可靠性和稳定性。