一种构网型变流器故障穿越控制方法、介质及系统与流程

专利检索2026-03-01  2


本发明涉及光伏发电系统/储能系统,尤其涉及一种构网型变流器故障穿越控制方法、介质及系统。


背景技术:

1、目前电力系统正朝着高比例可再生能源和高比例电力电子化(即“双高”)方向转型,以风电、光伏为代表的新能源基地将成为新型电力系统的主要电源支撑。沙漠、戈壁、荒漠地区的大型风光基地开发建设是新能源发展的重中之重。随着光伏并网发电接入电网的比例越来越大,光伏并网发电系统与电力系统之间的相互影响不容忽视。基于虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,vsg)技术的构网型控制(grid-forming)变流器由于能够可以模拟同步发电机为系统提供转动惯量、下垂特性以及阻尼特性,近年来成为研究的热点,目前构网型控制在风电、光伏、储能等领域被广泛关注并达到应用。

2、电网发生短路故障时,电压存在不对称的情况。若不采取不平衡补偿,则会在光伏/储能并网逆变器的直流侧产生偶次、在交流侧产生奇次非特征谐波,对电网产生污染,使逆变器的性能恶化,严重时甚至可能烧毁设备。按照传统的电网电压不平衡控制算法,利用有功、无功功率给定值直接计算正、负序电流指令值,或利用直接功率控制、电流预测技术等都可实现不平衡电网电压下控制目标。由于传统逆变器控制方法与构网型控制之间控制器结构与机理存在较大差别,传统的控制方法无法直接用于构网型控制策略。当前针对构网型控制换流器的故障穿越策略主要有两种,一种是采取控制模式切换,即在故障时切换为电流源模式,但故障期间转子运动方程等控制回路失效,失去对电网的主动支撑作用,并仍存在锁相稳定性问题;另一种是将虚拟阻抗与相量限流相结合的方法,然而该方法只适用于对称故障,局限性较大。因此,需要研究一种适用于不对称故障下的构网型变流器故障穿越控制策略。


技术实现思路

1、本发明实施例提供一种构网型变流器故障穿越控制方法、介质及系统,以解决现有技术不适用于不对称故障下的构网型变流器故障穿越控制的问题。

2、第一方面,提供一种构网型变流器故障穿越控制方法,包括:

3、若光伏发电系统/储能系统出口的正序电压小于第一电压阈值,或,网侧逆变器输出电流大于电流阈值,则根据光伏发电系统/储能系统出口的负序电压判断光伏发电系统/储能系统的故障类型;

4、根据所述故障类型,采用所述故障类型对应的故障穿越策略进行控制,其中,所述故障类型包括:对称故障和不对称故障,所述故障穿越策略包括:对称故障穿越策略和不对称故障穿越策略。

5、第二方面,提供一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序指令;所述计算机程序指令被处理器执行时实现如第一方面实施例所述的构网型变流器故障穿越控制方法。

6、第三方面,提供一种构网型变流器故障穿越控制系统,包括:如第二方面实施例所述的计算机可读存储介质。

7、这样,本发明实施例,可以在对称故障和不对称故障期间实现逆变器输出三相电流平衡,同时能够大幅减小有功、无功振荡,最大限度利用逆变器容量向系统提供有功和无功功率支撑,有助于提升光伏电站/储能电站低电压穿越能力,降低系统运行风险。



技术特征:

1.一种构网型变流器故障穿越控制方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的构网型变流器故障穿越控制方法,其特征在于,所述根据光伏发电系统/储能系统出口的负序电压判断光伏发电系统/储能系统的故障类型的步骤,包括:

3.根据权利要求2所述的构网型变流器故障穿越控制方法,其特征在于,所述对称故障穿越策略和所述不对称故障穿越策略均包括:

4.根据权利要求2所述的构网型变流器故障穿越控制方法,其特征在于,所述对称故障穿越策略和所述不对称故障穿越策略均包括:

5.根据权利要求2所述的构网型变流器故障穿越控制方法,其特征在于,所述对称故障穿越策略包括:

6.根据权利要求2所述的构网型变流器故障穿越控制方法,其特征在于,所述不对称故障穿越策略包括:

7.根据权利要求2所述的构网型变流器故障穿越控制方法,其特征在于,所述对称故障穿越策略和所述不对称故障穿越策略均包括:

8.根据权利要求3所述的构网型变流器故障穿越控制方法,其特征在于,所述采用所述故障类型对应的故障穿越策略进行控制的步骤之后,所述方法还包括:

9.一种计算机可读存储介质,其特征在于:所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序指令;所述计算机程序指令被处理器执行时实现如权利要求1~8任一项所述的构网型变流器故障穿越控制方法。

10.一种构网型变流器故障穿越控制系统,其特征在于,包括:如权利要求9所述的计算机可读存储介质。


技术总结
本发明公开一种构网型变流器故障穿越控制方法、介质及系统,包括:若光伏发电系统/储能系统出口的正序电压小于第一电压阈值,或,网侧逆变器输出电流大于电流阈值,则根据光伏发电系统/储能系统出口的负序电压判断光伏发电系统/储能系统的故障类型;根据所述故障类型,采用所述故障类型对应的故障穿越策略进行控制,所述故障类型包括:对称故障和不对称故障,所述故障穿越策略包括:对称故障穿越策略和不对称故障穿越策略。本发明可以在对称故障和不对称故障期间实现逆变器输出三相电流平衡,能够减小有功、无功振荡,最大限度利用逆变器容量向系统提供有功和无功功率支撑,有助于提升光伏电站/储能电站低电压穿越能力,降低系统运行风险。

技术研发人员:马鑫,李宏强,吕思卓,王小立,郑超,李旭涛,宋瑞华,薛飞,刘文焯,周雷,杨大业,顾文波,陈怡君,顾雨嘉,郁舒雁,张汉花,邓嘉卿,任勇,连攀杰,许克
受保护的技术使用者:国网宁夏电力有限公司电力科学研究院
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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