本發(fā)明涉及儲能變流器控制，尤其涉及一種構網(wǎng)型儲能變流器的控制方法及裝置。

背景技術：

1、構網(wǎng)型儲能變流器因具備類似常規(guī)同步發(fā)電機的運行外特性，被視為支撐新型電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行的關鍵設備。其中，虛擬同步發(fā)電機(virtual?synchronous?generator，vsg)控制策略模擬轉子運動方程、一次調頻特性與一次調壓特性，受到了國內外學者的廣泛關注，越來越多的構網(wǎng)型儲能變流器投入示范工程的應用運行中。

2、傳統(tǒng)的vsg控制策略存在一次調頻系數(shù)與阻尼系數(shù)相互耦合，以及使用固定控制參數(shù)時存在電網(wǎng)強度適應性的問題。前者會導致儲能變流器不能按照電網(wǎng)導則要求實現(xiàn)一次調頻功能，而后者會導致儲能變流器不能穩(wěn)定運行于不同電網(wǎng)條件，威脅電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。此外，為保證控制參數(shù)可自適應變化，需要獲取電網(wǎng)阻抗信息。在傳統(tǒng)獲取電網(wǎng)阻抗信息的方法中，考慮到向系統(tǒng)注入非特征諧波的主動測量方式需要具有較高的測量精度，傅里葉變換方法和復數(shù)濾波器恰好符合這一需求，但傳統(tǒng)傅里葉變換的方式存在頻譜泄露的問題。復數(shù)濾波器(complex?coefficient?filter，ccf)可以有效避免頻譜泄露的問題，但傳統(tǒng)的雙復數(shù)濾波器結構在使用時需分別進行正負序分離，較為復雜。

3、也即，現(xiàn)階段缺少能夠解決傳統(tǒng)的vsg控制策略存在一次調頻系數(shù)與阻尼系數(shù)相互耦合，以及使用固定控制參數(shù)時存在電網(wǎng)強度適應性問題的有效手段。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明實施例提供了一種構網(wǎng)型儲能變流器的控制方法及裝置，以解決傳統(tǒng)的vsg控制策略存在一次調頻系數(shù)與阻尼系數(shù)相互耦合，以及使用固定控制參數(shù)時存在電網(wǎng)強度適應性的問題。

2、第一方面，本發(fā)明實施例提供了一種構網(wǎng)型儲能變流器的控制方法，包括：

3、采集目標構網(wǎng)型儲能變流器并網(wǎng)點的三相電流和三相電壓；

4、根據(jù)三相電流和三相電壓確定有功輸出功率、無功輸出功率，以及目標構網(wǎng)型儲能變流器所屬的電網(wǎng)的電阻和電抗；

5、基于電阻和電抗，計算外環(huán)自適應參數(shù)；其中，外環(huán)自適應參數(shù)用于進行vsg控制；

6、根據(jù)外環(huán)自適應參數(shù)、三相電流、三相電壓、有功輸出功率和無功輸出功率，對目標構網(wǎng)型儲能變流器進行控制。

7、在一種可能的實現(xiàn)方式中，根據(jù)三相電流和三相電壓確定目標構網(wǎng)型儲能變流器所屬的電網(wǎng)的電阻和電抗，包括：

8、分別將三相電流和三相電壓對應的αβ軸分量，輸入到改進復合濾波器中，得到第一預設頻率的電流諧波信號和第一預設頻率的電壓諧波信號；其中，改進復合濾波器基于二階廣義積分器和復數(shù)濾波器確定；

9、根據(jù)第一預設頻率的電流諧波信號和第一預設頻率的電壓諧波信號，計算目標構網(wǎng)型儲能變流器所屬的電網(wǎng)的電阻和電抗。

10、在一種可能的實現(xiàn)方式中，改進復合濾波器為：

11、

12、其中，ωc為二階廣義積分器的截止角頻率，ω0為二階廣義積分器的諧振角頻率，ωhc為復合濾波器的截止角頻率，ωh1.5為復合濾波器的諧振角頻率。

13、在一種可能的實現(xiàn)方式中，根據(jù)外環(huán)自適應參數(shù)、三相電流、三相電壓、有功輸出功率和無功輸出功率，對目標構網(wǎng)型儲能變流器進行控制，包括：

14、根據(jù)外環(huán)自適應參數(shù)、有功輸出功率和無功輸出功率，計算三相內電勢；

15、根據(jù)三相內電勢和三相電壓，計算dq軸分量上的電流參考值；

16、根據(jù)dq軸分量上的電流參考值、三相電流和第二預設頻率的電流諧波信號，計算dq軸分量上的電壓參考值；其中，第二預設頻率的電流諧波信號基于所述第一預設頻率的電流諧波信號確定；

17、根據(jù)dq軸分量上的電壓參考值確定目標儲能變流器中各開關管的觸發(fā)信號，以對目標構網(wǎng)型儲能變流器進行控制。

18、在一種可能的實現(xiàn)方式中，根據(jù)外環(huán)自適應參數(shù)、有功輸出功率和無功輸出功率，計算三相內電勢，包括：

19、將外環(huán)自適應參數(shù)中的有功頻率控制參數(shù)和有功輸出功率，輸入到有功-頻率控制環(huán)中，得到內電勢的相位；

20、將外環(huán)自適應參數(shù)中的無功電壓控制參數(shù)和無功輸出功率，輸入到無功-電壓控制環(huán)中，得到內電勢的幅值；

21、根據(jù)相位角和幅值計算三相內電勢。

22、在一種可能的實現(xiàn)方式中，根據(jù)dq軸分量上的電流參考值、三相電流和第二預設頻率的電流諧波信號，計算dq軸分量上的電壓參考值，包括：

23、將dq軸分量上的電流參考值、三相電流和第二預設頻率的電流諧波信號輸入到電流內環(huán)中，得到dq軸分量上的電壓參考值。

24、在一種可能的實現(xiàn)方式中，基于電阻和電抗，計算外環(huán)自適應參數(shù)，包括：

25、將電阻和電抗輸入到vsg功率外環(huán)控制參數(shù)計算公式中，得到外環(huán)自適應參數(shù)；其中，外環(huán)自適應參數(shù)包括有功頻率控制參數(shù)和無功電壓控制參數(shù)；

26、有功頻率控制參數(shù)包括基于阻尼特性重塑的改進vsg控制策略有功模型中的自然振蕩頻率、截止頻率和等效阻尼系數(shù)；

27、無功電壓控制參數(shù)包括比例系數(shù)和積分系數(shù)。

28、在一種可能的實現(xiàn)方式中，vsg功率外環(huán)控制參數(shù)計算公式為：

29、

30、其中，ωnp為有功-頻率環(huán)系統(tǒng)自然振蕩頻率；p為實極點和共軛極點實部的相對位置；ζp為有功控制系統(tǒng)的阻尼比；es為內電勢幅值；ug為電網(wǎng)電源端電壓幅值；ωn為電網(wǎng)額定角頻率；kf為一次調頻系數(shù)；j為系統(tǒng)的轉動慣量；xf和xg分別為濾波器電抗以及電網(wǎng)電抗；deq為所提基于阻尼特性重塑的改進vsg控制策略的等效阻尼系數(shù)；ωp為截止頻率；kv為比例系數(shù)；ki為積分系數(shù)；ζq為阻尼比；ωnq為自然振蕩頻率；ωq為低通濾波器截止頻率。

31、在一種可能的實現(xiàn)方式中，根據(jù)三相電流和三相電壓確定有功輸出功率和無功輸出功率，包括：

32、分別對三相電流和三相電壓采用第一坐標變換，得到三相電流和三相電壓對應的αβ軸分量；

33、分別對三相電流和三相電壓對應的αβ軸分量采用第二坐標變換，得到三相電流和三相電壓對應的dq軸分量；

34、根據(jù)三相電流和三相電壓對應的dq軸分量，計算有功輸出功率和無功輸出功率。

35、第二方面，本發(fā)明實施例提供了一種構網(wǎng)型儲能變流器的控制裝置，包括：

36、采集模塊，用于采集目標構網(wǎng)型儲能變流器并網(wǎng)點的三相電流和三相電壓；

37、計算模塊，用于根據(jù)三相電流和三相電壓確定有功輸出功率、無功輸出功率，以及目標構網(wǎng)型儲能變流器所屬的電網(wǎng)的電阻和電抗；

38、確定模塊，用于基于電阻和電抗，計算外環(huán)自適應參數(shù)；其中，外環(huán)自適應參數(shù)用于進行vsg控制；

39、控制模塊，用于根據(jù)外環(huán)自適應參數(shù)、三相電流、三相電壓、有功輸出功率和無功輸出功率，對目標構網(wǎng)型儲能變流器進行控制。

40、本發(fā)明實施例提供一種構網(wǎng)型儲能變流器的控制方法及裝置，相比于現(xiàn)有技術，本發(fā)明實施例具有以下優(yōu)點：基于外環(huán)自適應參數(shù)改進vsg控制中的有功控制策略，能夠解決阻尼系數(shù)與一次調頻系數(shù)之間的耦合問題；基于外環(huán)自適應參數(shù)改進vsg控制中的無功控制策略，能夠避免因電網(wǎng)阻抗改變導致的控制性能降低和可能產(chǎn)生不穩(wěn)定的情況；可見，本發(fā)明實施例所提供的方法能夠有效解決傳統(tǒng)的vsg控制策略存在一次調頻系數(shù)與阻尼系數(shù)相互耦合，以及使用固定控制參數(shù)時存在電網(wǎng)強度適應性的問題。