[发明专利]一种电网电压不对称下变流器的虚拟同步控制系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于电力电子技术领域，更具体地，涉及一种电网电压不对称下变流器的虚拟同步控制系统及方法。

背景技术

近年来，随着电力电子技术的快速发展，虚拟同步控制作为近年来新兴的变流器控制方法，以电网友好、动态支撑能力强等特点受到越来越多的关注。现阶段虚拟同步控制主要以采用有功功率实现变流器与电网同步的功率同步控制方法为代表，具有良好的动态性能，但采用功率同步在启动阶段需要辅助的控制使变流器与电网同期并网，致使启动阶段控制结构复杂且需控制器切换。

另外，当电网电压不对称特别是长期不对称时，由于变流器的滤波电抗器通常较小，负序电压引起的负序电流较大，会引起变流器过流甚至会损毁，因此提高变流器并网设备的可靠性和故障穿越能力，需消除负序电压对变流器的影响，使得变流器不间断运行，持续为电网提供所需的动态支撑。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于一种电网电压不对称下变流器的虚拟同步控制系统及方法，旨在解决电网电压不对称时基于虚拟同步控制的并网变流器无法抑制负序电流的问题。

本发明提供了一种电网电压不对称下变流器的虚拟同步控制系统，包括同步控制器、功率控制器和瞬时功率计算器；瞬时功率计算器的第一输入端用于接收电网电压v_gabc，瞬时功率计算器的第二输入端用于接收电网电流i_gabc，根据电网电压v_gabc和所述电网电流i_gabc获得瞬时有功功率P和瞬时无功功率Q；功率控制器的第一输入端与所述瞬时功率计算器的第一输出端连接，功率控制器的第二输入端与所述瞬时功率计算器的第二输出端连接，功率控制器的第三输入端用于接收变流器的有功功率参考值P_ref，功率控制器的第四输入端用于接收变流器的无功功率参考值Q_ref，根据瞬时有功功率P、瞬时无功功率Q、有功功率参考值P_ref和无功功率参考值Q_ref获得正序电压d轴参考值正序电压q轴参考值负序电压d轴参考值负序电压q轴参考值所述同步控制器的第一输入端连接至所述功率控制器的第一输出端，所述同步控制器的第二输入端连接至所述功率控制器的第二输出端，同步控制器的第三输入端连接至所述功率控制器的第三输出端，同步控制器的第四输入端连接至所述功率控制器的第四输出端，同步控制器的第五输入端用于接收所述电网电压v_gabc，同步控制器的第六输入端用于接收直流母线电压V_dc，根据功率控制器的输出、电网电压v_gabc和直流母线电压V_dc获得用于驱动变流器的驱动信号S_abc。

本发明采用正序、负序锁相锁幅器实现同步控制器，能分别跟踪电网正、负序电压变化，在电网电压不对称时实现变流器与电网之间的同步。

本发明还提供了一种电网电压不对称下变流器的虚拟同步控制方法，包括下述步骤：

S1：采集电网电压v_gabc、电网电流i_gabc和直流母线电压V_dc；

S2：对所述电网电压v_gabc进行CLARKE变换，获得α轴电网电压v_gα和β轴电网电压v_gβ；对所述电网电流i_gabc进行CLARKE变换，得α轴电网电流i_gα、β轴电网电流分量i_gβ；并根据所述α轴电网电压v_gα和β轴电网电压v_gβ以及所述α轴电网电流i_gα、β轴电网电流i_gβ得瞬时有功功率P和瞬时无功功率Q；

S3：根据所述瞬时有功功率P、所述瞬时无功功率Q、变流器的有功功率参考值P_ref和变流器的无功功率参考值Q_ref得正序电压d轴参考值正序电压q轴参考值和负序电压d轴参考值负序电压q轴参考值

S4：根据所述电网电压v_gabc，所述正序电压d轴参考值正序电压q轴参考值所述负序电压d轴参考值负序电压q轴参考值和所述直流母线电压V_dc获得驱动信号S_abc，并驱动所述变流器以实现电网电压不对称下的同步控制。