[发明专利]一种低电压穿越恢复时储能变流器防调节器饱和控制方法

说明书

本发明涉及一种低电压穿越恢复时储能变流器防调节器饱和控制方法，属于电力电子技术领域。该方法为：1.根据当前有功电流给定、调制度输出最大值以及直流侧电压反推出调节器临近饱和时无功电流允许最大值，2.如果调制度到达最大值，使能调制度调节器，调节无功电流给定，使储能变流器退出饱和状态。本发明能够有效防止在严重电网电压跌落故障恢复时储能变流器出现调节器饱和工况，避免储能变流器输出失稳而过流。

技术领域

本发明属于电力电子技术领域，涉及一种低电压穿越恢复时储能变流器防调节器饱和控制方法。

背景技术

光伏、风电等新能源具有随机性、波动性，随着新能源爆发式接入，严重影响电网系统功率平衡和稳定。为了解决这个问题，越来越多的新能源发电站开始配备储能系统来抑制功率波动和改善电能质量。储能系统在保证新能源微电网系统稳定起着重要作用，因此国标中要求储能变流器应具备低电压穿越能力，并且要求在电网电压跌落至额定电压0.2倍以下时，储能变流器输出的无功电流值至少为额定电流的1.04倍，这会导致储能变流器在电网电压恢复瞬态过程中极易出现调节器饱和工况，致使输出失稳而过流，导致整个低电压穿越失败。

目前，关于储能变流器的低电压穿越控制策略研究主要集中在严重电网电压跌落故障刚发生时或者进行中时，对严重电网电压跌落故障恢复时的动态分析以及控制策略研究比较少。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种低电压穿越恢复时储能变流器防调节器饱和控制方法，能够有效防止在严重电网电压跌落故障恢复时储能变流器出现调节器饱和工况，避免储能变流器输出失稳而过流。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种低电压穿越恢复时储能变流器防调节器饱和控制方法，该方法包括以下步骤：

在电网电压恢复时，储能变流器根据典型低电压穿越恢复控制方法计算得到有功电流给定值I_dref、无功电流给定值I^*_qref；然后根据当前有功电流给定值I_dref、调制度输出最大值M_max、直流侧电压值U_{dc_T}反推出储能变流器调节器临近饱和时无功电流允许最大值I_qmax；

如果储能变流器调节器饱和，造成调制度满偏，使能调制度调节器，反向调节无功电流给定值，使储能变流器退出饱和状态；

其中，严重电网电压跌落故障是指电网电压标幺值跌落至0.2以下时的故障；

低电压穿越是针对严重电网电压跌落故障场景下的低电压穿越；

低电压穿越恢复是针对严重电网电压跌落故障场景下的电压恢复。

可选的，所述如果储能变流器调节器饱和，造成调制度满偏，使能调制度调节器，反向调节无功电流给定值，使储能变流器退出饱和状态，具体实现步骤如下：

1)调制度输出最大值M_max与当前调制度M做差，得到调制度满偏量ΔM，

2)根据调制度满偏量ΔM判断调制度调节器是否起作用，

3)调制度满偏量ΔM经过调制度调节器，得到无功电流退饱和偏量ΔI_q，

4)根据典型低电压穿越恢复控制方法计算得到无功电流给定值I^*_qref，叠加上无功电流退饱和偏量ΔI_q，得到无功电流设定值I_qset，再经过无功电流限幅值模块，得到无功电流最终目标值I_qref。