[发明专利]一种深度故障下提高无功支撑的逆变器灵活限流控制方法

说明书

本发明属于新能源发电技术领域，具体涉及一种深度故障下提高无功支撑的逆变器灵活限流控制方法。包括步骤：采集逆变器输出的电容电压和电感电流，并利用锁相环实时采集电网的电压幅值大小和相位；将电网电压幅值大小与0.8usubgt;n/subgt;进行实时比较，以此判断电网是否发生深度故障，进而根据电网故障程度选择执行虚拟同步控制模式下的虚拟阻抗限流或电流模式限流，从而达到限流的灵活控制；对电网电压幅值大小进行检测，若电网的深度故障已经清除，逆变器将进行反切换，回到虚拟同步控制模式下运行；否则，将继续进行电流模式下的限流控制。本发明实现了电网故障期间虚拟同步逆变器的灵活限流控制，提升了深度故障下逆变器对电网的无功电压支撑能力。

技术领域

本发明属于新能源发电技术领域，具体涉及一种深度故障下提高无功支撑的逆变器灵活限流控制方法。

背景技术

随着化石能源的短缺、二氧化碳的过度排放以及能源需求的快速增长，能源和环境的矛盾逐渐加剧。作为一种典型的能量转换装置和可再生能源的并网接口，逆变器受到了越来越多的关注。虚拟同步逆变器由于能够为电网提供必要的惯性和阻尼作用，广泛应用于电网中，并参与新能源发电。

当电网发生短路故障、大面积切除线路或机组等暂态故障时，电网电压将会大幅波动，严重时会导致逆变器脱网，威胁电网的安全稳定运行。同时，电网故障期间逆变器产生的故障冲击电流，也可能会烧毁逆变器。因此，需要实现逆变器在故障期间的限流控制，并保证自身在故障期间的稳定运行能力。现有技术研究了多种限流控制方法来保证逆变器自身安全，并在此基础上改善了逆变器的暂态稳定性能。但是仅考虑逆变器自身的安全，将不利于电网的安全稳定运行。当电网发生深度故障时，电网需要逆变器提供一定的无功电压支撑来提高运行的稳定性，而现有方法针对这一问题鲜有讨论。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种深度故障下提高无功支撑的逆变器灵活限流控制方法，解决了现有技术中存在的故障期间逆变器过流问题和逆变器对无功电压支撑能力弱的问题，提高了深度故障下虚拟同步逆变器对电网的无功电压支撑能力。具体技术方案如下：

一种深度故障下提高无功支撑的逆变器灵活限流控制方法，包括以下步骤：

步骤S1，通过锁相环实时采集电网电压幅值大小u_g与电网电压相位δ_g；

步骤S2，根据实时检测的电网电压幅值大小u_g判断电网是处于深度故障状态还是浅度故障状态；

步骤S3，当电网处于浅度故障状态时，控制虚拟同步逆变器工作在虚拟阻抗控制模式；

步骤S4，当电网处于深度故障状态时，控制虚拟同步逆变器工作在电流模式；

步骤S5，实时检测电网电压幅值大小，判断电网的深度故障是否清除，若电网仍然处于深度故障状态，将继续进行步骤S4；如果深度故障清除，虚拟同步逆变器将从电流模式切换回到虚拟阻抗控制模式运行。

优选地，所述步骤S1具体包括以下步骤：

首先利用锁相环得到实时的电网电压幅值u_g，然后对电网电压进行abc-dq变换得到dq坐标下的电网电压u_gd、u_gq；

通过设置q轴电网电压的基准值为0，即将电网电压的q轴分量u_gq与基准值0进行比较作差；

比较后的q轴电网电压在通过PI控制环调节后，与电网额定角频率ω_n进行比较得到实际的角频率ω_g并通过积分得到电网的实际相位δ_g。