一种多工况构网型变流器虚拟阻抗协同控制方法及系统

本发明涉及电力系统控制，尤其是一种多工况构网型变流器虚拟阻抗协同控制方法及系统。

背景技术：

1、构网型变流器是新型电力系统中实现高比例新能源并网的核心装备，其通过模拟同步发电机的外特性为电网提供电压和频率支撑。虚拟阻抗技术是构网型变流器实现无功功率均分的关键手段，通过在控制环路中串联一个可编程的虚拟阻抗，使各变流器呈现期望的输出阻抗特性，从而实现按容量比例分配无功负荷。

2、然而，当多台构网型变流器并联运行于公共耦合点时，现有虚拟阻抗控制方案暴露出突出的协同失配问题。一方面，各变流器到公共耦合点的实际线路阻抗存在差异，导致即使虚拟阻抗参数相同，各变流器实际承担的无功负荷也偏离容量比例分配原则；另一方面，电网运行工况的动态变化（如负荷突变、新能源出力波动、电网短路容量变化等）使得固定的虚拟阻抗参数无法适应多工况运行需求，在弱电网工况下易引发多机交互振荡，在强电网工况下则导致无功调节裕度不足。此外，电能质量恶化（谐波畸变、三相不平衡）会进一步加剧虚拟阻抗参数的失配程度，形成恶性循环。

3、现有方案多采用单机独立整定虚拟阻抗的方式，缺乏多机间的信息交互与协同约束机制，无法在动态工况下实现全局最优的无功分配。尽管可通过人工离线调整参数来缓解，但响应速度慢、无法适应工况快速切换，为此，需要一种多工况构网型变流器虚拟阻抗协同控制方法以解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种多工况构网型变流器虚拟阻抗协同控制方法及系统，以解决上述背景技术中提出的技术问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种多工况构网型变流器虚拟阻抗协同控制方法及系统，包括：

4、获取多台构网型变流器在公共耦合点处的实时运行数据，其中，所述实时运行数据包括整体电能质量特征、各变流器个体的功率输出特征和多工况运行状态标识；

5、根据所述多工况运行状态标识获取全局协同态势基准量和多个当前虚拟阻抗值，其中，所述全局协同态势基准量包括预设时段的多个虚拟公共节点电压和总无功负荷需求量；

6、根据所述整体电能质量特征获取电压总谐波畸变率和电压不平衡度，并根据所述电压总谐波畸变率和所述电压不平衡度构建电能质量耦合畸变指数，并根据所述电能质量耦合畸变指数获取整体虚拟阻抗稳定系数，根据所述整体虚拟阻抗稳定系数对多个所述当前虚拟阻抗值进行修正，得到多个当前稳定虚拟阻抗值；

7、根据所述功率输出特征获取每个多台构网型变流器的单体容量偏差量；

8、根据所述单体容量偏差量对多个所述当前稳定虚拟阻抗值进行调控，得到多个目标虚拟阻抗，并根据多个所述目标虚拟阻抗控制所述多台构网型变流器进行调控，得到调控结果。

9、本申请的有益效果为：本发明通过在线阻抗扫描与短路容量比估计实现多工况运行状态的动态辨识与修正，使虚拟阻抗参数能够自适应电网强弱变化；通过引入电压总谐波畸变率和电压不平衡度构建整体虚拟阻抗稳定系数，实现了对电能质量恶化工况下虚拟阻抗参数的主动防御性修正；通过多频率阶梯探测信号注入与温度、负载率修正获取精确的等效线路阻抗，消除了线路参数不确定性对无功分配精度的影响；通过构建线路阻抗耦合矩阵和偏差优先级序列获取协同一致性调控约束量，实现了多机间调节方向和调节速率的全局协调，有效避免了多机同时大幅调节引发的交互振荡；通过迭代收敛闭环机制确保最终无功分配偏差满足精度要求。相比现有技术中单机独立整定虚拟阻抗的方式，本方案显著提高了多机并联运行的无功分配精度和系统稳定性，降低了多工况切换时的暂态振荡风险。

1.一种多工况构网型变流器虚拟阻抗协同控制方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种多工况构网型变流器虚拟阻抗协同控制方法，其特征在于，所述根据所述多工况运行状态标识获取全局协同态势基准量和多个当前虚拟阻抗值，其中，所述全局协同态势基准量包括预设时段的多个虚拟公共节点电压和总无功负荷需求量的步骤，包括：

3.根据权利要求1所述的一种多工况构网型变流器虚拟阻抗协同控制方法，其特征在于，所述根据所述整体电能质量特征获取电压总谐波畸变率和电压不平衡度，并根据所述电压总谐波畸变率和所述电压不平衡度构建电能质量耦合畸变指数，并根据所述电能质量耦合畸变指数获取整体虚拟阻抗稳定系数，根据所述整体虚拟阻抗稳定系数对多个所述当前虚拟阻抗值进行修正，得到多个当前稳定虚拟阻抗值的步骤，包括：

4.根据权利要求1所述的一种多工况构网型变流器虚拟阻抗协同控制方法，其特征在于，所述根据所述功率输出特征获取每个多台构网型变流器的单体容量偏差量的步骤之后，还包括：

5.根据权利要求4所述的一种多工况构网型变流器虚拟阻抗协同控制方法，其特征在于，所述将温度修正后的电阻分量与磁饱和衰减修正后的感抗分量进行矢量重构，得到各变流器到公共耦合点处的等效线路阻抗值的步骤之后，还包括：

6.根据权利要求5所述的一种多工况构网型变流器虚拟阻抗协同控制方法，其特征在于，所述根据所述单体容量偏差量对多个所述当前稳定虚拟阻抗值进行调控，得到多个目标虚拟阻抗，并根据多个所述目标虚拟阻抗控制所述多台构网型变流器进行调控，得到调控结果的步骤，包括：

7.一种多工况构网型变流器虚拟阻抗协同控制系统，其特征在于，包括：

8.根据权利要求7所述的一种多工况构网型变流器虚拟阻抗协同控制系统，其特征在于，所述稳定修正模块，包括：

9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至6中任一项所述方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至6中任一项所述的方法的步骤。