CN120222373A 一種儲(chǔ)能參與柔直并網(wǎng)系統(tǒng)的二倍頻諧波抑制方法、裝置和設(shè)備_第1頁
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(19)國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局申請(qǐng)人南方電網(wǎng)科學(xué)研究院有限責(zé)任公司H02JH02J(72)發(fā)明人雷傲宇劉宇明易佳兵吳為高永強(qiáng)李詩旸梅勇陶文偉付超黃方能朱思婷劉梓寧公司11227一種儲(chǔ)能參與柔直并網(wǎng)系統(tǒng)的二倍頻諧波本發(fā)明公開了一種儲(chǔ)能參與柔直并網(wǎng)系統(tǒng)合輸出電流;測(cè)量并網(wǎng)端電參量對(duì)應(yīng)的矢量相電流q軸分量;根據(jù)負(fù)序電流q軸分量和q軸負(fù)序當(dāng)風(fēng)電柔直并網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)生不對(duì)稱故障時(shí),實(shí)時(shí)獲取儲(chǔ)能逆變器當(dāng)風(fēng)電柔直并網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)生不對(duì)稱故障時(shí),實(shí)時(shí)獲取儲(chǔ)能逆變器的并網(wǎng)端電參量,以及并網(wǎng)點(diǎn)的聯(lián)合輸出電流測(cè)量并網(wǎng)端電參量對(duì)應(yīng)的矢量相位,并按照矢量相位分別對(duì)并網(wǎng)端電參量和聯(lián)合輸出電流進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換,得到dq軸電參量和根據(jù)負(fù)序電流q軸分量和q軸負(fù)序參考值,生成負(fù)序電流參考值根據(jù)負(fù)序電流參考值和正序電流參考值,對(duì)dq軸電參量進(jìn)行電流內(nèi)環(huán)控制,生成脈沖控制信號(hào)輸出至儲(chǔ)能逆變器,以抑制風(fēng)電柔直并網(wǎng)系統(tǒng)產(chǎn)生的二倍頻諧波根據(jù)正序功率參考值和dq軸電參量,生成正序電流參考值21.一種儲(chǔ)能參與柔直并網(wǎng)系統(tǒng)的二倍頻諧波抑制方法,其特征在于,涉及在并網(wǎng)點(diǎn)連接的風(fēng)電柔直并網(wǎng)系統(tǒng)和儲(chǔ)能逆變器,所述方法包括:當(dāng)所述風(fēng)電柔直并網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)生不對(duì)稱故障時(shí),實(shí)時(shí)獲取所述儲(chǔ)能逆變器的并網(wǎng)端電參測(cè)量所述并網(wǎng)端電參量對(duì)應(yīng)的矢量相位,并按照所述矢量相位分別對(duì)所述并網(wǎng)端電參量和所述聯(lián)合輸出電流進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換,得到dq軸電參量和負(fù)序電流q軸分量;根據(jù)所述負(fù)序電流q軸分量和q軸負(fù)序參考值,生成負(fù)序電流參考值;根據(jù)正序功率參考值和所述dq軸電參量,生成正序電流參考值;根據(jù)所述負(fù)序電流參考值和所述正序電流參考值,對(duì)所述dq軸電參量進(jìn)行電流內(nèi)環(huán)控制,生成脈沖控制信號(hào)輸出至所述儲(chǔ)能逆變器,以抑制風(fēng)電柔直并網(wǎng)系統(tǒng)產(chǎn)生的二倍頻諧2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,所述并網(wǎng)端電參量包括并網(wǎng)端電壓和并網(wǎng)端電流,所述dq軸電參量包括dq軸電壓和dq軸電流;所述測(cè)量所述并網(wǎng)端電參量對(duì)應(yīng)的矢量相位,并按照所述矢量相位分別對(duì)所述并網(wǎng)端電參量和所述聯(lián)合輸出電流進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)測(cè)量所述并網(wǎng)端電壓對(duì)應(yīng)的矢量相位;按照所述矢量相位將所述并網(wǎng)端電壓從三相靜止坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換至同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系,得到dq軸電壓;按照所述矢量相位將所述并網(wǎng)端電流從三相靜止坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換至同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系,得到dq軸電流;按照所述矢量相位將所述聯(lián)合輸出電流從三相靜止坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換至同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系,得到聯(lián)合輸出dq軸電流;對(duì)所述聯(lián)合輸出dq軸電流內(nèi)的聯(lián)合輸出q軸電流進(jìn)行正負(fù)序分離,并提取負(fù)序電流q軸分量。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法,其特征在于,所述根據(jù)所述負(fù)序電流q軸分量和q軸負(fù)序計(jì)算所述q軸負(fù)序參考值與負(fù)序電流q軸分量的差值電流;通過比例積分控制器按照所述差值電流進(jìn)行比例運(yùn)算與積分運(yùn)算,生成負(fù)序電流q軸采用所述負(fù)序電流q軸參考分量和預(yù)設(shè)的負(fù)序電流d軸參考分量作為負(fù)序電流參考值。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法,其特征在于,正序功率參考值包括正序有功功率參考值和正序無功功率參考值,所述正序電流參考值包括正序電流d軸參考分量和正序電流q軸參采用所述dq軸電壓和所述dq軸電流,計(jì)算實(shí)際有功功率與實(shí)際無功功率;計(jì)算所述正序有功功率參考值與所述實(shí)際有功功率的有功功率偏差;按照有功功率環(huán)對(duì)有功功率偏差進(jìn)行比例積分調(diào)節(jié),得到有功調(diào)節(jié)電壓;按照所述正序有功功率參考值、所述有功調(diào)節(jié)電壓和所述dq軸電壓內(nèi)的d軸電壓,確定正序電流d軸參考分量;計(jì)算所述正序無功功率參考值與所述實(shí)際無功功率的無功功率偏差;3根據(jù)所述負(fù)序電流參考值對(duì)所述負(fù)序dq軸實(shí)際電流進(jìn)行電流內(nèi)環(huán)控制,確定負(fù)序調(diào)制根據(jù)所述正序電流參考值對(duì)所述正序dq軸實(shí)際電流進(jìn)行電流參考電壓;按照d軸和q軸分別合并所述負(fù)序調(diào)制參考電壓與所述正序調(diào)制參考電壓,得到d軸調(diào)采用所述d軸調(diào)制參考電壓和所述q軸調(diào)制參考電壓進(jìn)行脈寬調(diào)制,生計(jì)算所述負(fù)序電流q軸參考分量、所述正序電流q軸參考分量和所述正序電流d軸參考若否,則采用所述電流幅值上限值、所述負(fù)序電流q軸參考分量和所述正序電流q軸參4時(shí)的總額定功率,Va為儲(chǔ)能逆變器輸出的負(fù)序電壓d軸分量,Dqref為負(fù)序電流q軸參考分8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法,其特征在于,所述方法還包括:若所述并網(wǎng)端電壓大于或等于越限電壓閾值,則依次將所述正序電流d軸參考分量和正序電流q軸參考分量降低至零。9.一種儲(chǔ)能參與柔直并網(wǎng)系統(tǒng)的二倍頻諧波抑制裝置,其特征在于,涉及在并網(wǎng)點(diǎn)連接的風(fēng)電柔直并網(wǎng)系統(tǒng)和儲(chǔ)能逆變器,所述裝置包括:電參量獲取模塊,用于當(dāng)所述風(fēng)電柔直并網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)生不對(duì)稱故障時(shí),實(shí)時(shí)獲取所述儲(chǔ)能逆變器的并網(wǎng)端電參量,以及所述并網(wǎng)點(diǎn)的聯(lián)合輸出電流;電參量轉(zhuǎn)換模塊,用于測(cè)量所述并網(wǎng)端電參量對(duì)應(yīng)的矢量相位,并按照所述矢量相位分別對(duì)所述并網(wǎng)端電參量和所述聯(lián)合輸出電流進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換,得到dq軸電參量和負(fù)序電流q軸分量;負(fù)序電流參考值確定模塊,用于根據(jù)所述負(fù)序電流q軸分量和q軸負(fù)序參考值,生成負(fù)序電流參考值;正序電流參考值確定模塊,用于根據(jù)正序功率參考值和所述dq軸電參量,生成正序電控制信號(hào)生成模塊,用于根據(jù)所述負(fù)序電流參考值和所述正序電流參考值,對(duì)所述dq軸電參量進(jìn)行電流內(nèi)環(huán)控制,生成脈沖控制信號(hào)輸出至所述儲(chǔ)能逆變器,以抑制風(fēng)電柔直并網(wǎng)系統(tǒng)產(chǎn)生的二倍頻諧波。10.一種電子設(shè)備,其特征在于,包括存儲(chǔ)器及處理器,所述存儲(chǔ)器中儲(chǔ)存有計(jì)算機(jī)程序,所述計(jì)算機(jī)程序被所述處理器執(zhí)行時(shí),使得所述處理器執(zhí)行如權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的儲(chǔ)能參與柔直并網(wǎng)系統(tǒng)的二倍頻諧波抑制方法的步驟。5一種儲(chǔ)能參與柔直并網(wǎng)系統(tǒng)的二倍頻諧波抑制方法、裝置和設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域[0001]本發(fā)明涉及諧波抑制技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種儲(chǔ)能參與柔直并網(wǎng)系統(tǒng)的二倍頻諧背景技術(shù)[0002]海上風(fēng)電清潔高效且不占陸地資源,柔性直流輸電技術(shù)(VoltageSourceConverterbasedHighVoltageDirectCurrentTransmission,VSC-HVDC)能滿足海上風(fēng)電長(zhǎng)距離輸電的電壓支撐與無功補(bǔ)償需求,已成為海上風(fēng)電并網(wǎng)首選方案。[0003]然而,當(dāng)柔性直流輸電技術(shù)在受端電網(wǎng)出現(xiàn)不對(duì)稱故障時(shí),負(fù)序分量通過換流站引發(fā)直流電壓波動(dòng)與功率振蕩,在交直流系統(tǒng)發(fā)生不對(duì)稱故障時(shí),直流電壓會(huì)產(chǎn)生一個(gè)二倍頻諧波,同時(shí)影響換流站換流站的交流系統(tǒng),產(chǎn)生一個(gè)三倍頻交流電壓諧波。反之,交流系統(tǒng)的三倍頻諧波又會(huì)在直流側(cè)電壓中產(chǎn)生一個(gè)四倍頻的諧波,對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定產(chǎn)生影響。[0004]對(duì)此,在現(xiàn)有柔性直流輸電系統(tǒng)中,針對(duì)柔性直流輸電系統(tǒng)中受端電網(wǎng)不對(duì)稱故障的負(fù)序分量抑制策略主要分為基于雙環(huán)控制的正負(fù)序解耦策略、基于二倍頻功率抑制的功率補(bǔ)償控制策略和電壓補(bǔ)償型抑制策略三類,但上述抑制策略主要是通過改變?nèi)嵝灾绷鬏旊娤到y(tǒng)來抑制負(fù)序電流,并未從源頭阻斷負(fù)序諧波電流傳播路徑,控制穩(wěn)定性較低。發(fā)明內(nèi)容[0005]本發(fā)明提供了一種儲(chǔ)能參與柔直并網(wǎng)系統(tǒng)的二倍頻諧波抑制方法、裝置和設(shè)備,解決了現(xiàn)有的負(fù)序分量抑制策略主要是通過改變?nèi)嵝灾绷鬏旊娤到y(tǒng)來抑制負(fù)序電流,并未從源頭阻斷負(fù)序諧波電流傳播路徑,控制穩(wěn)定性較低的技術(shù)問題。[0006]本發(fā)明第一方面提供的一種儲(chǔ)能參與柔直并網(wǎng)系統(tǒng)的二倍頻諧波抑制方法,涉及在并網(wǎng)點(diǎn)連接的風(fēng)電柔直并網(wǎng)系統(tǒng)和儲(chǔ)能逆變器,所述方法包括:[0007]當(dāng)所述風(fēng)電柔直并網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)生不對(duì)稱故障時(shí),實(shí)時(shí)獲取所述儲(chǔ)能逆變器的并網(wǎng)端電參量,以及所述并網(wǎng)點(diǎn)的聯(lián)合輸出電流;[0008]測(cè)量所述并網(wǎng)端電參量對(duì)應(yīng)的矢量相位,并按照所述矢量相位分別對(duì)所述并網(wǎng)端電參量和所述聯(lián)合輸出電流進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換,得到dq軸電參量和負(fù)序電流q軸分量;[0009]根據(jù)所述負(fù)序電流q軸分量和q軸負(fù)序參考值,生成負(fù)序電流參考值;[0010]根據(jù)正序功率參考值和所述dq軸電參量,生成正序電流參考值;[0011]根據(jù)所述負(fù)序電流參考值和所述正序電流參考值,對(duì)所述dq軸電參量進(jìn)行電流內(nèi)環(huán)控制,生成脈沖控制信號(hào)輸出至所述儲(chǔ)能逆變器,以抑制風(fēng)電柔直并網(wǎng)系統(tǒng)產(chǎn)生的二倍頻諧波。[0012]可選地,所述并網(wǎng)端電參量包括并網(wǎng)端電壓和并網(wǎng)端電流,所述dq軸電參量包括dq軸電壓和dq軸電流;所述測(cè)量所述并網(wǎng)端電參量對(duì)應(yīng)的矢量相位,并按照所述矢量相位分別對(duì)所述并網(wǎng)端電參量和所述聯(lián)合輸出電流進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換,得到dq軸電參量和負(fù)序電流6[0013]測(cè)量所述并網(wǎng)端電壓對(duì)應(yīng)的矢量相位;[0014]按照所述矢量相位將所述并網(wǎng)端電壓從三相靜止坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換至同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系,得到dq軸電壓;[0015]按照所述矢量相位將所述并網(wǎng)端電流從三相靜止坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換至同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系,得到dq軸電流;[0016]按照所述矢量相位將所述聯(lián)合輸出電流從三相靜止坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換至同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)[0017]對(duì)所述聯(lián)合輸出dq軸電流內(nèi)的聯(lián)合輸出q軸電流進(jìn)行正負(fù)序分離,并提取負(fù)序電流q軸分量。[0018]可選地,所述根據(jù)所述負(fù)序電流q軸分量和q軸負(fù)序參考值,生成負(fù)序電流參考值,包括:[0019]計(jì)算所述q軸負(fù)序參考值與負(fù)序電流q軸分量的差值電流;[0020]通過比例積分控制器按照所述差值電流進(jìn)行比例運(yùn)算與積分運(yùn)算,生成負(fù)序電流q軸參考分量;[0021]采用所述負(fù)序電流q軸參考分量和預(yù)設(shè)的負(fù)序電流d軸參考分量作為負(fù)序電流參考值。[0022]可選地,正序功率參考值包括正序有功功率參考值和正序無功功率參考值,所述正序電流參考值包括正序電流d軸參考分量和正序電流q軸參考分量;所述根據(jù)正序功率參[0023]采用所述dq軸電壓和所述dq軸電流,計(jì)算實(shí)際有功功率與實(shí)際無功功率;[0024]計(jì)算所述正序有功功率參考值與所述實(shí)際有功功率的有功功率偏差;[0025]按照有功功率環(huán)對(duì)有功功率偏差進(jìn)行比例積分調(diào)節(jié),得到有功調(diào)節(jié)電壓;[0026]按照所述正序有功功率參考值、所述有功調(diào)節(jié)電壓和所述dq軸電壓內(nèi)的d軸電壓,確定正序電流d軸參考分量;[0027]計(jì)算所述正序無功功率參考值與所述實(shí)際無功功率的無功功率偏差;[0028]按照無功功率環(huán)對(duì)無功功率偏差進(jìn)行比例積分調(diào)節(jié),得到無功調(diào)節(jié)電壓;[0029]按照所述正序無功功率參考值、所述無功調(diào)節(jié)電壓和所述dq軸電壓內(nèi)的q軸電壓,確定正序電流q軸參考分量。[0030]可選地,所述根據(jù)所述負(fù)序電流參考值和所述正序電流參考值,對(duì)所述dq軸電參量進(jìn)行電流內(nèi)環(huán)控制,生成脈沖控制信號(hào)輸出至所述儲(chǔ)能逆變器,包括:[0031]對(duì)所述dq軸電流進(jìn)行正負(fù)序分離,得到正序dq軸實(shí)際電流和負(fù)序dq軸實(shí)際電流;[0032]根據(jù)所述負(fù)序電流參考值對(duì)所述負(fù)序dq軸實(shí)際電流進(jìn)行電流內(nèi)環(huán)控制,確定負(fù)序調(diào)制參考電壓;[0033]根據(jù)所述正序電流參考值對(duì)所述正序dq軸實(shí)際電流進(jìn)行電流內(nèi)環(huán)控制,確定正序調(diào)制參考電壓;[0034]按照d軸和q軸分別合并所述負(fù)序調(diào)制參考電壓與所述正序調(diào)制參考電壓,得到d軸調(diào)制參考電壓和q軸調(diào)制參考電壓;[0035]采用所述d軸調(diào)制參考電壓和所述q軸調(diào)制參考電壓進(jìn)行脈寬調(diào)制,生成脈沖控制7[0037]計(jì)算所述負(fù)序電流q軸參考分量、所述正序電流q軸參考分量和所述正序電流d軸[0041]若所述新的正序電流d軸參考分量為零,則采用所述電流幅值上限值與所述負(fù)序[0048]若所述并網(wǎng)端電壓大于或等于越限電壓閾值,則依次將所述正序電流d軸參考分8[0053]正序電流參考值確定模塊,用于根據(jù)正序功率參考值和所述dq軸電參量,生成正序電流參考值;[0054]控制信號(hào)生成模塊,用于根據(jù)所述負(fù)序電流參考值和所述正序電流參考值,對(duì)所述dq軸電參量進(jìn)行電流內(nèi)環(huán)控制,生成脈沖控制信號(hào)輸出至所述儲(chǔ)能逆變器,以抑制風(fēng)電柔直并網(wǎng)系統(tǒng)產(chǎn)生的二倍頻諧波。[0055]本發(fā)明第三方面提供了一種電子設(shè)備,包括存儲(chǔ)器及處理器,所述存儲(chǔ)器中儲(chǔ)存有計(jì)算機(jī)程序,所述計(jì)算機(jī)程序被所述處理器執(zhí)行時(shí),使得所述處理器執(zhí)行如本發(fā)明第一方面任一項(xiàng)所述的儲(chǔ)能參與柔直并網(wǎng)系統(tǒng)的二倍頻諧波抑制方法的步驟。[0056]從以上技術(shù)方案可以看出,本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):[0057]當(dāng)風(fēng)電柔直并網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)生不對(duì)稱故障時(shí),實(shí)時(shí)獲取儲(chǔ)能逆變器的并網(wǎng)端電參量,以及并網(wǎng)點(diǎn)的聯(lián)合輸出電流;測(cè)量并網(wǎng)端電參量對(duì)應(yīng)的矢量相位,并按照矢量相位分別對(duì)并網(wǎng)端電參量和聯(lián)合輸出電流進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換,得到dq軸電參量和負(fù)序電流q軸分量;根據(jù)負(fù)序電流q軸分量和q軸負(fù)序參考值,生成負(fù)序電流參考值;根據(jù)正序功率參考值和dq軸電參量,生成正序電流參考值;根據(jù)負(fù)序電流參考值和正序電流參考值,對(duì)dq軸電參量進(jìn)行電流內(nèi)環(huán)控制,生成脈沖控制信號(hào)輸出至儲(chǔ)能逆變器,以抑制風(fēng)電柔直并網(wǎng)系統(tǒng)產(chǎn)生的二倍頻諧波,從而從源頭阻斷負(fù)序諧波電流傳播路徑,有效提高風(fēng)電柔直并網(wǎng)系統(tǒng)的控制穩(wěn)定性。附圖說明[0058]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案,下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例,對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講,在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。[0059]圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種儲(chǔ)能參與柔直并網(wǎng)系統(tǒng)的二倍頻諧波抑制方法的步驟流程圖;[0060]圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種風(fēng)電柔直并網(wǎng)系統(tǒng)的拓?fù)渑c控制結(jié)構(gòu)示意圖;[0061]圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種VSC側(cè)換流站的詳細(xì)模型示意圖;[0062]圖4為本發(fā)明實(shí)施例中提供的一種儲(chǔ)能參與柔直并網(wǎng)系統(tǒng)的二倍頻諧波抑制方法的控制流程示意圖;[0063]圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的受端交流母線正負(fù)序電壓幅值變化示意圖;[0064]圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種故障時(shí)采用本實(shí)施例的方法情況下直流母線電流及直流母線電壓諧波示意圖;[0065]圖7為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種故障時(shí)未采用本實(shí)施例的方法情況下直流母線電流及直流母線電壓諧波示意圖;[0066]圖8為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種儲(chǔ)能參與柔直并網(wǎng)系統(tǒng)的二倍頻諧波抑制裝置的結(jié)構(gòu)框圖。具體實(shí)施方式[0067]當(dāng)受端電網(wǎng)發(fā)生不對(duì)稱故障時(shí),負(fù)序電流將通過換流站產(chǎn)生直流電壓波動(dòng)及功率振蕩,進(jìn)而誘發(fā)交直流系統(tǒng)穩(wěn)。鑒于海上風(fēng)電通過VSC-HVDC送出系統(tǒng)時(shí)受端電網(wǎng)故障與柔9網(wǎng)不對(duì)稱故障的負(fù)序分量抑制策略主要分為以下三大類:(1)基于雙環(huán)控制的正負(fù)序解耦要是通過改變?nèi)嵝灾绷鬏旊娤到y(tǒng)來抑制負(fù)序電流,并未從源頭阻斷負(fù)序諧波電流傳播路[0070]海上風(fēng)電場(chǎng)由多臺(tái)永磁直驅(qū)風(fēng)電機(jī)組(permanentmagneticsynchronousgenerator,PMSG)組成,其發(fā)出的頻率為50Hz電能先接入風(fēng)場(chǎng)側(cè)換流站(windfarmVSC,WFVSC),而后經(jīng)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)柔直系統(tǒng)中的網(wǎng)側(cè)換流站(gridsideVSC,GSVSC)并入岸上電[0071]如圖3所示,給出了VSC側(cè)換流站的詳細(xì)模型。系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)時(shí),其所示拓?fù)涞臄?shù)學(xué)模型[0076]式中:I和m分別為正序電流和負(fù)序電流的幅值;θ和θ分別為正序電流和負(fù)序電流的相角。[0077]假設(shè)VSC換流站交流系統(tǒng)發(fā)生短路的瞬間,換流站內(nèi)三相橋臂的開關(guān)函數(shù)仍然保[0082]由上式可知,交流系統(tǒng)發(fā)生不對(duì)稱故障時(shí)將會(huì)在三相橋臂的直流電流中產(chǎn)生一個(gè)二倍頻負(fù)序分量,進(jìn)而引起直流側(cè)電壓也含有二倍頻諧波。此時(shí),可定義故障后直流側(cè)電壓為例,故障后VSC換流站輸出的A相電壓為:[0089]請(qǐng)參閱圖1,圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種儲(chǔ)能參與柔直并網(wǎng)系統(tǒng)的二倍頻諧波[0092]不對(duì)稱故障指的是導(dǎo)致電力系統(tǒng)中出現(xiàn)三相參數(shù)不對(duì)稱的故障,如單相接地短[0094]并網(wǎng)端電參量指的是儲(chǔ)能逆變器輸出且流入并網(wǎng)點(diǎn)的并網(wǎng)端電流和并網(wǎng)端電壓集并網(wǎng)端電參量,同時(shí)在并網(wǎng)點(diǎn)安裝能夠測(cè)量聯(lián)合輸出電流的電靜止坐標(biāo)系下的并網(wǎng)端電參量和聯(lián)合輸出電流轉(zhuǎn)換至同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系,得到dq軸電參量,提取得到聯(lián)合輸出q軸電流iEq:[0117]在本發(fā)明的一個(gè)示例中,步驟103可以包括以下子步驟:[0118]計(jì)算q軸負(fù)序參考值與負(fù)序電流q軸分量的差值電流;[0119]通過比例積分控制器按照差值電流進(jìn)行比例運(yùn)算與積分運(yùn)算,生成負(fù)序電流軸參考分量;[0120]采用負(fù)序電流q軸參考分量和預(yù)設(shè)的負(fù)序電流d軸參考分量作為負(fù)序電流參考值。[0121]在電力系統(tǒng)并網(wǎng)控制中,針對(duì)電壓不平衡工況下的負(fù)序電流控制是提高系統(tǒng)穩(wěn)定性的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在本實(shí)施例中,以負(fù)序電流q軸分量iEq作為儲(chǔ)能負(fù)序控制的輸入進(jìn)行反饋控制,通過比較q軸負(fù)序參考值和負(fù)序電流q軸分量,以確定差值電流作為比例積分控制器(即PI控制器)的輸入。通過比例積分控制器按照差值電流進(jìn)行調(diào)節(jié),生成負(fù)序電流q軸參考分量iDqref=iDqref(t):△iEq=iEqref一iEq[0124]此外,還可以將PI控制器離散化進(jìn)行負(fù)序電流q軸參考分量的計(jì)算,本實(shí)施例對(duì)此不再贅述。[0125]與此同時(shí),將負(fù)序電流d軸參考分量aref設(shè)為0,與負(fù)序電流q軸參考分量Dqref一并作為負(fù)序電流參考值。[0126]步驟104,根據(jù)正序功率參考值和dq軸電參量,生成正序電流參考值;[0127]在獲取到dq軸電參量后,結(jié)合儲(chǔ)能逆變器在當(dāng)前時(shí)刻的正序功率參考值,分別執(zhí)行有功功率控制與無功功率控制,生成正序電流參考值。[0128]在本發(fā)明的一個(gè)示例中,正序功率參考值包括正序有功功率參考值和正序無功功率參考值,正序電流參考值包括正序電流d軸參考分量和正序電流q軸參考分量;步驟104可以包括以下子步驟:[0129]采用dq軸電壓和dq軸電流,計(jì)算實(shí)際有功功率與實(shí)際無功功率;[0130]計(jì)算正序有功功率參考值與實(shí)際有功功率的有功功率偏差;[0131]按照有功功率環(huán)對(duì)有功功率偏差進(jìn)行比例積分調(diào)節(jié),得到有功調(diào)節(jié)電壓;[0132]按照正序有功功率參考值、有功調(diào)節(jié)電壓和dq軸電壓內(nèi)的d軸電壓,確定正序電流d軸參考分量;[0133]計(jì)算正序無功功率參考值與實(shí)際無功功率的無功功率偏差;[0134]按照無功功率環(huán)對(duì)無功功率偏差進(jìn)行比例積分調(diào)節(jié),得到無功調(diào)節(jié)電壓;[0135]按照正序無功功率參考值、無功調(diào)節(jié)電壓和dq軸電壓內(nèi)的q軸電壓,確定正序電流q軸參考分量。[0136]在本實(shí)施例中,在獲取到dq軸電參量后,按照正序功率參考值對(duì)其調(diào)節(jié),以確定正序電流d軸參考分量詰dref和正序電流q軸參考分量詰qref。以正序電流d軸參考分量i諱dref的生成過程為例進(jìn)行說明:[0137]首先,采用dq軸電壓和dq軸電流,計(jì)算實(shí)際有功功率Pmeans與實(shí)際無功功率參考值Qref進(jìn)行計(jì)算。[0150]其中,Qref為正序無功功率參考值,Pef為正序有功功率參考值,SN為發(fā)生不對(duì)過上述功率更新公式對(duì)正序無功功率參考值和/或正序有功功率參考值進(jìn)行更新,以通過控制正序電流q軸參考分量詰qref進(jìn)行正序電壓抬升,通過控制正序電流d軸參考分量idref輸出以提升系統(tǒng)穩(wěn)定性。[0153]若并網(wǎng)端電壓大于或等于越限電壓閾值,則依次將正序電流d軸參考分量和正序電流q軸參考分量降低至零。行甚至損壞設(shè)備。在本實(shí)施例中,在并網(wǎng)端電壓大于或等于越限電壓閾值時(shí),即Umax≥Uupper,此時(shí)將儲(chǔ)能系統(tǒng)正序d軸電流控制參考值和正序q軸電流控制參考值設(shè)為[0156]計(jì)算負(fù)序電流q軸參考分量、正序電流q軸參考分算新的正序電流d軸參考分量; [0163]其中為歐幾里得范數(shù),lmax2為電流幅值上限值。參考分量,計(jì)算新的正序電流d軸參考分量,將正序電流d軸參考分量重新確定為,直至降低至0.[0173]按照d軸和q軸分別合并負(fù)序調(diào)制參考電壓與正序調(diào)制參考電壓,得到d軸調(diào)制參[0181]再按照d軸與q軸合并對(duì)應(yīng)的正負(fù)序分量,得到d軸調(diào)制參考電壓UDdref和q軸調(diào)控制,其控制的參考dq控制坐標(biāo)系鎖相環(huán)PLL測(cè)量提供。儲(chǔ)能控制的鎖相環(huán)PLL通過輸入儲(chǔ)能并網(wǎng)端電壓UD來實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)端電壓矢量相位θp的測(cè)量,控制中通過以并網(wǎng)端電壓矢量相位θp為參考,來實(shí)現(xiàn)各控制量從旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系abc到靜止坐標(biāo)系dq中的轉(zhuǎn)換。[0184]其中儲(chǔ)能的正序控制分為儲(chǔ)能有功控制和儲(chǔ)能無功控制,其中有功控制參考值由儲(chǔ)能場(chǎng)站常規(guī)有功無功控制來確定。[0185]有功無功控制參考值通過儲(chǔ)能有功控制和儲(chǔ)能無功控制后會(huì)獲得儲(chǔ)能正序d軸電流控制參考值1和儲(chǔ)能正序q軸電流控制參考值qref。[0186]控制中,通過對(duì)柔直與儲(chǔ)能聯(lián)合送出的電流iE進(jìn)行采樣并進(jìn)行正負(fù)序分離,獲得聯(lián)合送出電流的正序分量詰和負(fù)序分量E,通過對(duì)旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的負(fù)序分量記,以鎖相環(huán)測(cè)量的并網(wǎng)端電壓矢量相位θp進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換得到靜止坐標(biāo)系下的負(fù)序電流d軸分量iEa和負(fù)序電流q軸分量iEq,以負(fù)序電流q軸分量iEq為儲(chǔ)能負(fù)序控制輸入。[0187]當(dāng)發(fā)生單相接地故障后,儲(chǔ)能以抑制負(fù)序策略為主,儲(chǔ)能負(fù)序控制中以I為輸入進(jìn)行反饋控制,并將系統(tǒng)輸出負(fù)序電流q軸分量參考值iEqref設(shè)為0,控制通過PI控制環(huán)節(jié)最終得到儲(chǔ)能負(fù)序q軸電流控制參考值Dqref,并將儲(chǔ)能正序d軸電流控制參考值Ddref設(shè)為0。[0188]儲(chǔ)能逆變器最終通過輸入的,,通過電流內(nèi)環(huán)控制最終輸出逆變器的控制參考電壓UDqref、UDdref,在經(jīng)過脈沖調(diào)制后輸出控制信號(hào)至儲(chǔ)能逆變器。[0189]在本發(fā)明的另一個(gè)示例中,以圖2所示的風(fēng)電柔直并網(wǎng)系統(tǒng)為例對(duì)本實(shí)施例進(jìn)行功率。柔直輸電直流母線電壓設(shè)定為300kV,直流側(cè)電容C設(shè)定為0.002F,受端交流系統(tǒng)阻抗[0190]在并入儲(chǔ)能逆變器后,該儲(chǔ)能逆變器所屬儲(chǔ)能電站配置額定容量為50MVA。為了驗(yàn)證在諧波抑制方面的優(yōu)勢(shì),設(shè)置t=1s在海上風(fēng)電受端交流母線上發(fā)生A相接地故障,故障持續(xù)0.5s,故障期間儲(chǔ)能電站輸出額定功率為0.6S,以下從故障期間受端正負(fù)序電壓大小、直流電壓、直流電流諧波含量角度,運(yùn)用本實(shí)施例所概括方案對(duì)于系統(tǒng)頻率穩(wěn)定性的影響。[0191]如圖5所示,V、V。為不采用本實(shí)施例的方法時(shí)海上風(fēng)電受端交流母線正負(fù)序電壓幅值,V+、V-為采用本實(shí)施例的方法時(shí)海上風(fēng)電受端交流母線正負(fù)序電壓幅值。相比之下,本實(shí)施例的方法能夠使負(fù)序電壓從18.4kV降低至9.4kV,有效抑制故障下負(fù)序電流增正序電壓抬升不明顯。[0192]如圖6和圖7所示,圖6為故障時(shí)采用本實(shí)施例的方法情況下直流母線電流及直流母線電壓諧波示意圖。圖7為故障時(shí)未采用本實(shí)施例的方法情況下直流母線電流及直流母線電壓諧波示意圖。[0193]由圖6可知,單相接地故障條件下海上風(fēng)電并網(wǎng)系統(tǒng)直流電流諧波為91.74%,直流電壓諧波為177.20%。然而,不采用諧波控制策略下發(fā)生不對(duì)稱故障時(shí),直流電壓會(huì)產(chǎn)生一個(gè)二倍頻諧波,同時(shí)影響換流站換流站的交流系統(tǒng),產(chǎn)生一個(gè)三倍頻交流電壓諧波。反之,交流系統(tǒng)的三倍頻諧波又會(huì)在直流側(cè)電壓中產(chǎn)生一個(gè)四倍頻的諧波,此時(shí)直流電流諧波為242.03%,直流電壓諧波為322.24%。比較仿真結(jié)果可知,采用所提儲(chǔ)能參與的協(xié)同策略可以使直流電流諧波降低0.62倍,使直流電流諧波降低0.45倍,有效抑制單相接地故障情況下電氣量的諧波,提升海上風(fēng)電并網(wǎng)系統(tǒng)在受端不對(duì)稱故障下的頻率穩(wěn)定性。[0194]在本發(fā)明實(shí)施例中,當(dāng)風(fēng)電柔直并網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)生不對(duì)稱故障時(shí),實(shí)時(shí)獲取儲(chǔ)能逆變器的并網(wǎng)端電參量,以及并網(wǎng)點(diǎn)的聯(lián)合輸出電流;測(cè)量并網(wǎng)端電參量對(duì)應(yīng)的矢量相位,并按照矢量相位分別對(duì)并網(wǎng)端電參量和聯(lián)合輸出電流進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換,得到dq軸電參量和負(fù)序電流q軸分量;根據(jù)負(fù)序電流q軸分量和q軸負(fù)序參考值,生成負(fù)序電流參考值;根據(jù)正序功率參考值和dq軸電參量,生成正序電流參考值;根據(jù)負(fù)序電流參考值和正序電流參考值,對(duì)dq軸電參量進(jìn)行電流內(nèi)環(huán)控制,生成脈沖控制信號(hào)輸出至儲(chǔ)能逆變器,以抑制風(fēng)電柔直并網(wǎng)系統(tǒng)產(chǎn)生的二倍頻諧波,從而從源頭阻斷負(fù)序諧波電流傳播路徑,有效提高風(fēng)電柔直并網(wǎng)系統(tǒng)的控制穩(wěn)定性。[0195]請(qǐng)參閱圖8,圖8示出了本發(fā)明實(shí)施例中的一種儲(chǔ)能參與柔直并網(wǎng)系統(tǒng)的二倍頻諧波抑制裝置的結(jié)構(gòu)框圖。[0196]本發(fā)明實(shí)施例提供了一種儲(chǔ)能參與柔直并網(wǎng)系統(tǒng)的二倍頻諧波抑制裝置,涉及在并網(wǎng)點(diǎn)連接的風(fēng)電柔直并網(wǎng)系統(tǒng)和儲(chǔ)能逆變器,裝置包括:[0197]電參量獲取模塊801,用于當(dāng)風(fēng)電柔直并網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)生不對(duì)稱故障時(shí),實(shí)時(shí)獲取儲(chǔ)能逆變器的并網(wǎng)端電參量,以及并網(wǎng)點(diǎn)的聯(lián)合輸出電流;[0198]電參量轉(zhuǎn)換模塊802,用于測(cè)量并網(wǎng)端電參量對(duì)應(yīng)的矢量相位,并按照矢量相位分別對(duì)并網(wǎng)端電參量和聯(lián)合輸出電流進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換,得到dq軸電參量和負(fù)序電流q軸分量;[0199]負(fù)序電流參考值確定模塊803,用于根據(jù)負(fù)序電流q軸分量和q軸負(fù)序參考值,生成負(fù)序電流參考值;[0200]正序電流參考值確定模塊804,用于根據(jù)正序功率參考值和dq軸電參量,生成正序電流參考值;[0201]控制信號(hào)生成模塊805,用于根據(jù)負(fù)序電流參考值和正序電流參考值,對(duì)dq軸電參量進(jìn)行電流內(nèi)環(huán)控制,生成脈沖控制信號(hào)輸出至儲(chǔ)能逆變器,以抑制風(fēng)電柔直并網(wǎng)系統(tǒng)產(chǎn)生的二倍頻諧波。[0202]可選地,并網(wǎng)端電參量包括并網(wǎng)端電壓和并網(wǎng)端電流,dq軸電參量包括dq軸電壓和dq軸電流;電參量轉(zhuǎn)換模塊802具體用于:[0203]測(cè)量并網(wǎng)端電壓對(duì)應(yīng)的矢量相位;[0204]按照矢量相位將并網(wǎng)端電壓從三相靜止坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換至同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系,得到dq軸電壓;[0205]按照矢量相位將并網(wǎng)端電流從三相靜止坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換至同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系,得到dq軸電流;[0206]按照矢量相位將聯(lián)合輸出電流從三相靜止坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換至同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系,得到聯(lián)合輸出dq軸電流;[0207]對(duì)聯(lián)合輸出dq軸電流內(nèi)的聯(lián)合輸出q軸電流進(jìn)行正負(fù)序分離,并提取負(fù)序電流q軸分量。[0208]可選地,負(fù)序電流參考值確定模塊803具體用于:[0209]計(jì)算q軸負(fù)序參考值與負(fù)序電流q軸分量的差值電流;[0210]通過比例積分控制器按照差值電流進(jìn)行比例運(yùn)算與積分運(yùn)算,生成負(fù)序電流q軸參考分量;[0211]采用負(fù)序電流q軸參考分量和預(yù)設(shè)的負(fù)序電流d軸參考分量作為負(fù)序電流參考值。[0212]可選地,正序功率參考值包括正序有功功率參考值和正序無功功率參考值,正序電流參考值包括正序電流d軸參考分量和正序電流q軸參考分量;正序電流參考值確定模塊804具體用于:[0213]采用dq軸電壓和dq軸電流,計(jì)算實(shí)際有功功率與實(shí)際無功功率;[0214]計(jì)算正序有功功率參考值與實(shí)際有功功率的有功功率偏差;[0215]按照有功功率環(huán)對(duì)有功功率偏差進(jìn)行比例積分調(diào)節(jié),得到有功調(diào)節(jié)電壓;[0216]按照正序有功功率參考值、有功調(diào)節(jié)電壓和dq軸電壓內(nèi)的d軸電壓,確定正序電流d軸參考分量;[0217]計(jì)算正序無功功率參考值與實(shí)際無功功率的無功功率偏差;[0218]按照無功功率環(huán)對(duì)無功功率偏差進(jìn)行比例積分調(diào)節(jié),得到無功調(diào)節(jié)電壓;[0219]按照正序無功功率參考值、無功調(diào)節(jié)電壓和dq軸電壓內(nèi)的q軸電壓,確定正序電流q軸參考分量。[0220]可選地,控制信號(hào)生成模塊805具體用于:[0221]對(duì)dq軸電流進(jìn)行正負(fù)序分離,得到正序dq軸實(shí)際電流和負(fù)序dq軸實(shí)際電流;[0222]根據(jù)負(fù)序電流參考值對(duì)負(fù)序dq軸實(shí)際電流進(jìn)行電流內(nèi)環(huán)控制,確定負(fù)序調(diào)制參考電壓;[0223]根據(jù)正序電流參考值對(duì)正序dq軸實(shí)際

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