[发明专利]数字变电站中电子式变压器自适应控制与校正方法

说明书

本发明公开了一种数字变电站中电子式变压器自适应控制与校正方法，包括MMC基本控制策略、电压补偿控制策略以及电子变压器数据校正方法；MMC基本控制包括MCC电压外环控制和MCC电流内环控制。本发明提出的PET自适应控制策略中采用电压／电流双环控制，其中电压外环可以改善输出电压波形，提高输出精度，控制器采用PR控制器，相比PI控制器其控制环的结构更为简洁，降低了系统的计算量；电流内环采用P控制器，使系统获得较好的动态响应性能，并且加入了低频控制方法，使得装置在输出低频工况下正常运行，克服了传统控制方法下装置在低频工况无法正常运行的缺陷；利用改进的DFT算法以及结合卷积窗算法修正主频谱，减小频率波动和非同步采样所产生的误差。

技术领域

本发明涉及一种数字变电站中电子式变压器自适应控制与校正方法，属于电力设备控制技术领域。

背景技术

传统电力变压器作为电力系统的基本设备，具有结构简单、可靠性高等特点。然而，随着电网系统的不断发展，传统电力变压器设备体积大、易产生谐波问题、电能质量无法保证等缺陷日益凸显。

随着建设电力物联网工作的推进，变电站也逐渐迈人数字化和信息化的发展阶段。数字化变电站作为电力物联网的重要环节，具备连接线路、传输电能和变换电压等级等功能。电子式变压器作为电力系统电流测量设备，承担着监测一次设备运行状态和为二次设备提供真实可靠电气量的任务，是继电保护系统中的重要组件。新型电子式变压器具有动态范围大、测量精度高、频带响应宽等优点，但其在现场运行中还面临着许多待完善的技术问题，如互感器的结构设计、数据处理以及互感器状态监测等。面对大规模商业化应用的需要，电子式变压器的测量准确度、长期稳定性和电磁兼容可靠性等有待时间的考验。

目前，国内外学者对电子式变压器(PET)实际应用中的体问题进行了相关研究，PET不仅兼具传统变压器隔离、变换电压、传递能量等功能，还可实现对潮流的控制以及电能质量的治理，其应用领域十分广阔。随着电网中设备装置种类、数量的不断增加，电能质量问题日益严重，电子式变压器的自适应控制显得尤为重要。现有的电子式变压器自适应控制采用的变换器存在以下问题：应用于中高压、大功率场合，其输入侧多采用H桥级联结构或模块化多电平变换器，使得电容电压平衡控制十分复杂。同时，隔离环节需要多个DC/DC变换器以及中(高)频变压器，对PET的功率密度不利。采用改进型的AC/AC/AC变换器，结构过于复杂，使用元器件过多，且只能在高频环境下保持良好工作特性，不适用于低频工况。受制于变换器中功率开关器件的耐压值，使其不适用于高压大容量的场合，限制了应用范围。并且在处理现场工作中存在大量干扰谐波，不做校正处理，采样误差较高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种数字变电站中电子式变压器自适应控制与校正方法，PET中MMC变换器采用基于模块化多电平结构的直接AC/AC换器，没有中间直流环节，结构紧凑、灵活，且能够应用于高压大功率场合；并通过改进传统离散傅里叶变换算法校正电子变压器采样数据，实现采样数据的有效提取。

为解决上述问题，本发明所采取的技术方案是：

一种数字变电站中电子式变压器自适应控制与校正方法，包括MMC基本控制策略、电压补偿控制策略以及电子变压器数据校正方法；

其中，MMC基本控制包括MCC电压外环控制和MCC电流内环控制。