[发明专利]一种基于电网不平衡故障下VSG低电压穿越控制方法和系统

说明书

本发明提供了一种基于电网不平衡故障下VSG低电压穿越控制方法。该法包括：当电网发生不平衡跌落故障时，基于预设的不平衡故障控制策略进行逆变器正、负序双电流控制，得到逆变器VSG系统正常并网运行需输出的正序电流和负序电流，并将所述正序电流和负序电流信号叠加得到调制信号。本发明提供的技术方案针对电网发生不平衡跌落故障，采用正、负序双电流控制器，抑制负序电流的同时加入正序电流无功补偿控制，保证逆变器正常工作的同时实现低电压穿越故障。

技术领域

本发明配电网领域，具体涉及一种基于电网不平衡故障下VSG低电压穿越控制方法和系统。

背景技术

在电网运行的实际情况中，三相负载的不平衡，及单相或多相接地短路、相间短路等故障都会造成电网的不平衡，而电网实际运行中，电网电压发生不平衡跌落故障的概率(95％)远大于电网电压发生平衡跌落故障的概率(5％)。

常规的逆变器控制设计中一般都是假设在三相电网平衡的条件下实现的，当电网电压发生不平衡故障时，如果逆变器仍使用平衡状态下的控制策略，将会产生以下影响：电网电压不平衡时，电网电动势会存在负序分量，会导致交流负序电流的产生，通过脉宽调制直流侧中就会产生二次谐波，该谐波电流经过直流电容和负载电阻滤波以后，直流电压会产生二次谐波电压，因此直流侧的输入功率有较大的二次谐波。

虽然可以一定程度上通过增大电容值来降低谐波幅值，但会影响逆变器运行性能，减低效率，增大损耗。直流电压中的二次谐波通过调制会在交流侧产生三次谐波电流。负序电流的存在，会使得三相逆变器交流侧电流不对称，严重影响逆变器的运行。而大量的低次谐波又会引起电网电压的畸变，使得交流侧滤波电感和变压器的损耗增加等一系列问题。

发明内容

为了解决逆变器控制设计中面临的电网不平衡造成的损耗以及对电网电压的影响，本发明提供一种基于电网不平衡故障下VSG低电压穿越控制方法。

本发明提供的技术方案是：

一种基于电网不平衡故障下VSG低电压穿越控制方法，包括：

当电网发生不平衡跌落故障时，基于预设的不平衡故障控制策略进行逆变器正、负序双电流控制，得到逆变器VSG系统正常并网运行需输出的正序电流和负序电流；

将所述正序电流和负序电流信号叠加得到调制信号，并将所述调制信号进行调制得到逆变器各桥臂的开关信号。

优选的，所述预设的不平衡故障控制策略包括：

将不平衡电压进行坐标变换，得到电压直流分量和以两倍角频率变化的交流分量；

采用陷波器滤除所述以两倍角频率变化的交流分量，保留直流分量；

按照预设的平衡故障控制策略控制所述直流分量的正序电流，得到支撑电网电压的无功电流以及对应的有功电流；

以输出电压平衡为目标控制所述直流分量的负序电流为零。

进一步的，所述将不平衡电压进行坐标变换，得到电压直流分量和以两倍角频率变化的交流分量，包括：

将不平衡电压进行clark变换，得到所述不平衡电压在两相静止坐标系中的正序分量和负序分量；

将所述正序分量和负序分量进行正dq变换和负dq变换，得到所述不平衡电压在dq坐标系的直流分量和以两倍角频率变化的交流分量。

进一步的，所述按照预设的平衡故障控制策略控制所述直流分量的正序电流，得到支撑电网电压的无功电流以及对应的有功电流，包括：

获取当前并网点电压；

当所述并网点电压大于最低阈值小于最大跌落阈值时，根据并网点电压和额定电压、额定电流计算需输出的动态无功电流值和有功电流值；