[发明专利]减小交直流混合配电网故障穿越冲击的无功电流控制方法

说明书

本发明公开了一种减小交直流混合配电网故障穿越冲击的无功电流控制方法，其根据电压跌落因子和并网点电流，提出一种PET故障穿越过程中无功控制电流采用不同函数特性的优化给定方法，将优化的无功电流给定值取代传统低电压穿越策略的无功电流给定，更符合低电压穿越所需的实际情况，减小了传统低电压穿越策略中状态切换所引起的冲击，提高系统安全可靠性。

技术领域

本发明涉及电力电子变压器(PET)技术领域，具体涉及一种减小交直流混合配电网故障穿越冲击的无功电流控制方法。

背景技术

电力电子变压器(Power Electronic Transformers,PET)是一种基于现代电力电子技术的新型电能变换装置，广泛应用于交直流混合配电网，实现多类型分布式电源的互联。在未来能源互联网和负荷种类多样化的背景下，电力电子变压器的推广和应用可以简化网络结构，提高供配电效率。

目前，针对PET的研究主要集中在电路拓扑结构、控制策略、新型功率器件应用等方面，而对其故障电流控制与低压穿越控制策略研究不多。PET是实现多种分布式电源在不同电压等级交流电网和直流电网互联的关键设备，其交流侧、直流侧故障对电网的安全稳定运行及用户的供电可靠性均可能产生严重影响。考虑到电力电子设备的敏感性和脆弱性，当电网发生故障后希望PET不要立即脱网，实现低电压下的故障穿越控制。

发明内容

技术目的：针对上述现有技术，本发明提供一种减小交直流混合配电网故障穿越冲击的无功电流控制方法，根据电压跌落因子ε和并网点电流I_N，提出一种PET故障穿越过程中无功控制电流I的优化给定方法，将采用不同函数特性优化后的无功电流给定值取代替传统低电压穿越策略代I_N，减小了状态切换引起的冲击，提高系统安全可靠性。

技术方案：为实现上述技术目的，本发明采用了如下技术方案：

一种减小交直流混合配电网故障穿越冲击的无功电流控制方法，其特征在于：实时检测并网点电压，获得表征电网跌落深度的电网电压跌落因子，根据电网电压跌落因子判断当前电网是否正常运行：当交流电网正常运行时，电力电子变压器采用有功功率控制策略；当交流电网发生故障时，电网电压幅值跌落，系统需切换为无功控制模式，PET根据电网电压跌落因子和并网点电流，分段采用不同函数特性优化调节无功电流，得到减小冲击的故障穿越无功参考电流给定值，向电网提供无功支撑。

优选地，所述控制方法包括以下操作步骤：

S1、实时检测并网点电压U_T，得到电网电压跌落因子为ε：

其中U_S为电网稳定运行时的电压值，U_T为测得电网的电压实时值；

S2、根据电网电压跌落因子ε对PET进行分段无功电流控制：

ε≤0.1时，系统处于正常运行状态；

ε＞0.8时，表明系统发生严重故障，此时PET闭锁；

0.1ε≤0.8时，根据不同电网电压跌落因子ε，确定故障穿越控制中的无功电流的参考值：

式中：i_q-ref为PET输入级电流在q轴上的分量，I_N为PET并网点电流；

S3、综合并网点电流I_N与电网电压跌落因子ε，采用不同函数特性优化PET故障穿越过程中的无功控制电流I值：

式中：k为调节系数；h为控制参数；