[发明专利]基于虚拟阻抗的电流快速抑制方法

说明书

本发明公开了一种基于虚拟阻抗的电流快速抑制方法，包括获取受控电压源型逆变器的电压控制指令；计算抑制瞬时冲击电流的瞬时虚拟阻抗值和抑制稳态过载电流的稳态虚拟阻抗值；计算得到电网侧输出电流在虚拟阻抗上的电压降落；计算最终电压控制指令；以最终电压控制指令对受控电压源型逆变器进行控制从而对电流进行快速抑制。本发明通过虚拟阻抗的作用快速抑制瞬时冲击电流与稳态过载电流，可直接集成于现有的电压型控制策略，简单高效；而且采用本发明方法控制的逆变器可一直保持在电压型控制模式，无需将电压型控制切换为电流型控制来避过暂态电流冲；当故障切除后逆变器可自动恢复至正常运行模式，故障处理流程简单，逆变器的抗故障能力更高。

技术领域

本发明具体涉及一种基于虚拟阻抗的电流快速抑制方法。

背景技术

随着能源需求与环境问题的矛盾日益突出，分布式发电技术日益受到人们的重视。分布式发电是指安装在用户负荷侧附近、规模在数千瓦至数百兆瓦的小型模块化、分散式的发电系统，为用户提供高效、经济、环保的供电，具有污染少、维护方便、基本无传输损耗、适应分散电力需求和资源分布等优点，可提高电力系统的可靠性和灵活性。

大部分分布式发电以电力电子逆变器作为接口电路，典型的逆变器控制技术包括电流型控制策略和电压型控制策略两种，电流型控制策略是将逆变器控制为受控电流源，以电流的形式向电网输送能量，主要控制策略包括最大功率点跟踪控制和PQ控制。电压型控制策略是将逆变器控制为受控电压源，可以直接为微电网内的负荷提供电压和频率支撑，主要控制策略包括v/f控制，下垂控制和虚拟同步发电控制。

当逆变器输出电流超过其允许的最大承载电流时，若不对输出电流进行限制，输出电流会超出逆变器的承受范围，导致电力电子器件损毁。电流型控制策略由于能够直接对输出电流进行控制，通过合适的电流抑制策略可以实现对输出电流的有效限制。而对于电压型控制策略，由于其输出基波电势不能突变，当电网发生短路故障或者负荷容量突然增大时，会迅速产生一个很大的冲击电流。由于电压型控制策略无法直接对输出电流进行限制，容易发生逆变器的过载故障。若直接触发继电保护电路跳闸，计划外脱网，不仅会对本地用户造成危害，还会威胁微电网系统的安全稳定运行。

文献《基于准PR控制的虚拟同步逆变器故障冲击电流快速抑制方法研究》对虚拟同步逆变器的瞬时冲击电流抑制方法进行了研究，提出在网侧故障时利用切换逆变器的控制模式，将电压型控制切换为电流型控制来避过暂态电流冲击的方法，但是模式切换过程繁琐，需准备电压型和电流型一主一备两套控制方法，当电网故障清除后，无法自动恢复到正常运行状态，需要通过反切换控制才能重新恢复到电压型控制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够快速抑制冲击电流和过载电流、能够与现有的电压型控制策略高效集成且简单高效的基于虚拟阻抗的电流快速抑制方法。

本发明提供的这种基于虚拟阻抗的电流快速抑制方法，包括如下步骤：

S1.获取受控电压源型逆变器的电压控制指令；

S2.获取受控电压源型逆变器的电网侧瞬时输出电流信号的绝对值，并计算抑制瞬时冲击电流的瞬时虚拟阻抗值；

S3.获取受控电压源型逆变器的电网侧输出电流信号的幅值，并计算抑制稳态过载电流的稳态虚拟阻抗值；

S4.根据步骤S2得到的瞬时虚拟阻抗值和步骤S3得到的稳态虚拟阻抗值，计算得到电网侧输出电流在虚拟阻抗上的电压降落；

S5.根据步骤S1获取的受控电压源型逆变器的电压控制指令和步骤S4获取的电网侧输出电流在虚拟阻抗上的电压降落，计算最终电压控制指令；

S6.以步骤S6得到的最终电压控制指令对受控电压源型逆变器进行控制，从而对电流进行快速抑制。