一种构网型储能变换器的低电压故障穿越控制方法

技术特征：
1.一种构网型储能变换器的低电压故障穿越控制方法，其特征在于，分别对前级变换器及网侧变换器进行控制；所述网侧变换器采用如下控制方法：直流侧电压反馈值u
dc
与直流侧电压参考值u
dcref
之差进入pi调节器，pi调节器的输出经过一个增益为1/u
dcref
的环节，其输出进入一个增益为314.159的积分环节，积分环节的输出为相位θ
vg
；检测网侧变换器输出的三相电流i
1abc
、以及滤波电容电压u
cabc
，经过旋转坐标变换到dq坐标系下，用于旋转变换的角度为θ
vg
；故障检测器根据滤波电容电压幅值u
c
判断电网是否出现故障，滤波电容电压幅值u
c
进入滞环比较器后生成故障标志位flag，当滤波电容电压幅值u
c
小于0.85u
cn
时，故障标志位flag为1，当滤波电容电压幅值u
c
大于0.95u
cn
时，故障标志位flag为0；u
cn
为滤波电容电压幅值的额定值；无功功率参考值生成模块根据故障标志位flag产生无功功率参考值q
gref
，无功功率参考值q
gref
经过无功功率控制环生成滤波电容电压d轴分量的参考值u
cdref
，滤波电容电压q轴分量的参考值u
cqref
为0；滤波电容电压的参考值u
cdref
、u
cqref
进入交流电压控制环，其输出经过限流环节后作为电流控制环的参考值i
1dref
、i
1qref
；参考值i
1dref
、i
1qref
进入交流电流控制环，其输出进入dq/abc坐标变换，用于坐标变换的角度为相位θ
vg
；dq/abc坐标变换的输出经过脉冲宽度调制环节后生成网侧变换器的触发脉冲s
gabc
；所述前级变换器采用如下控制方法：有功功率参考值生成模块根据故障标志位flag产生前级变换器的有功功率参考值p
eref
；网侧变换器输出有功功率的反馈值p
g
经过高通滤波器后的输出为δp
g
，其中为t
g
为高通滤波时间常数，k
g
为高通滤波器增益；有功功率参考值p
eref
减去δp
g
以及前级变换器的有功功率反馈值p
e
后进入pi调节器，pi调节器的输出为前级变换器输出电流的参考值i
eref
；直流电容电流的反馈值i
dc
进入暂态稳定控制模块后的输出为δi
e
，电流参考值i
eref
减去δi
e
、以及前级变换器输出电流反馈值i
e
后进入pi调节器，pi调节器的输出经过调制环节后生成前级变换器的触发脉冲s
e
。2.根据权利要求1所述的一种构网型储能变换器的低电压故障穿越控制方法，其特征在于，所述暂态稳定控制模块的输出δi
e
与输入i
dc
之间的关系如下：其中，s为拉普拉斯算子，t
e
为暂态稳定控制时间常数，k
i
为暂态稳定控制系数。3.根据权利要求1所述的一种构网型储能变换器的低电压故障穿越控制方法，其特征在于，所述有功功率参考值生成模块的控制方法如下：前级变换器输出功率的设定值p
1ref
作为选通开关s1位置1的输入，选通开关s1位置2的输入为0.2p
1ref
；故障标志位flag作为选通开关s1的控制信号，当选通开关s1的控制信号为0时，其输出为位置1，当选通开关s1的控制信号为1时，其输出为位置2，选通开关s1的初始位置处在位置1；选通开关s1的输出经过一个时间常数t
s
的一阶低通滤波器后为前级变换器有功功率的参考值p
eref
。4.根据权利要求1所述的一种构网型储能变换器的低电压故障穿越控制方法，其特征在于，所述无功功率参考值生成模块的控制方法如下：网侧变换器输出无功功率的设定值q
1ref
作为选通开关s2位置1的输入，选通开关s2位置2的输入为其中u
c
为
滤波电容电压幅值，i
lmt
为网侧变换器输出电流的限幅值，p
eref
为前级变换器的有功功率参考值；故障标志位flag作为选通开关s2的控制信号，当选通开关s2的控制信号为0时，其输出为位置1，当选通开关s2的控制信号为2时，其输出为位置2，选通开关s2的初始位置处在位置1；选通开关s2的输出经过一个时间常数t
s
的一阶低通滤波器后为网侧变换器的无功功率参考值q
gref
。5.根据权利要求1所述的一种构网型储能变换器的低电压故障穿越控制方法，其特征在于，所述高通滤波时间常数t
g
、高通滤波器增益k
g
满足如下关系：0＜t
g
≤0.25
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)其中，p
gn
为网侧变换器输出有功功率的额定值。6.根据权利要求1所述的一种构网型储能变换器的低电压故障穿越控制方法，其特征在于，所述暂态稳定控制时间常数t
e
、暂态稳定控制系数k
i
满足如下关系：0＜t
e
≤0.5
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(4)其中，i
dcn
为直流侧电容电流的额定值。7.根据权利要求3或4所述的一种构网型储能变换器的低电压故障穿越控制方法，其特征在于，所述时间常数t
s
满足如下关系：0＜t
s
≤10
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(6)其中，t
s
为一阶低通滤波器的时间常数。

技术总结
本发明涉及电气控制技术领域，具体涉及一种构网型储能变换器的低电压故障穿越控制方法。本发明提供的控制方法能够根据直流侧电压实现储能变换器对电网的自主同步；在电网出现低电压故障后，提出的暂态稳定控制模块可以增强直流侧电压、以及网侧变换器的功角稳定性，避免暂态失稳、以及输出电流过流；有功功率参考值生成模块、无功功率参考值生成模块可以在电网出现低电压故障时优先发出无功功率，实现无功功率支撑功能。无功功率支撑功能。无功功率支撑功能。


技术研发人员：桑顺 朱悦 薛晓岑 黄杰杰 张雷
受保护的技术使用者：南通大学
技术研发日：2022.05.07
技术公布日：2022/8/9