[发明专利]基于同步脉冲的多换流器控制方法

说明书

本发明提出一种基于同步脉冲的多换流器控制方法，包括如下步骤：1)从微网中任选一台换流器作为主换流器，其相位以工频进行周期变化，其余换流器作为从换流器；2)当主换流器相位介于[θsubgt;0/subgt;，θsubgt;0/subgt;+Δθ]内，持续发出同步脉冲信号；3)从换流器对自身相位进行置位，实现各换流器间的相位同步；相对于传统锁相方法，本发明方法不存在因同步信号源三相不平衡及谐波含量高、电压传感器的误差等带来的锁相性能下降的问题；本发明方法中从换流器在进行同步操作时要采用相位逐渐逼近的方法，不对相位直接赋值，这样既保证了相位的同步，又避免了因直接赋值可能带来的环流问题。

技术领域：

本发明涉及换流器控制领域，具体是指一种基于同步脉冲的多换流器控制方法。

背景技术：

近些年来，可再生能源产业持续增长，在电力市场份额占比逐步提高，进入了大规模发展阶段。由于可再生能源的分散性，传统大电网集中发电、远距离供电的模式显示出了一定的局限性。微网相对于传统大电网可靠性高，电源投资小，建设周期短。

微网的灵活可靠建立在其稳定控制的基础上。从系统层面来看，微网一般采用基于多代理技术的分层控制模式，设有中央控制器，分为两层或三层。底层控制是各微源利用本地信息进行控制，保证系统能稳定运行；中间层控制用来优化底层控制，消除底层控制的误差；上层控制负责微网与配电网之间功率的控制，并网和孤岛模式的转换，微网内功率的调度，微源和负荷的投切等。

微网中的多台换流器并联运行时，各台换流器按照容量合理分配功率是微网稳定运行的关键。目前底层控制中，主流的控制方式有三种：集中控制、主从控制、下垂控制。集中控制通过同步总线和平均电流总线对各换流器进行统一控制，控制方式简单，均流效果好，但可靠性不高，公共模块故障将导致系统崩溃。主从控制以一台换流器作为主控单元，采用电压电流双闭环控制，其余换流器作为从机，只采用电流闭环控制；主从控制可靠性仍较低，虽然主机故障时可以选定一台从机作为新的主机，但切换过程可能出现不稳定。当采用下垂控制时，每台换流器地位平等，都具有电压源的输出特性，只利用本地信息进行控制，工作可靠性较高，但仍存在诸多问题：换流器到母线的线路阻抗并非呈纯感性或纯阻，因此有功功率和无功功率无法完全解耦控制；下垂控制为有差调节，母线电压频率和幅值都存在偏差；线路阻抗的差异使功率不能完全按照设定的下垂系数进行分配；下垂系数设计不当也会引起系统的不稳定。基于虚拟阻抗法的下垂控制能有效改善传统下垂控制的缺点，但这种方法需要各换流器相位保持同步。

目前，换流器的相位同步通过锁相环实现。多台换流器接入微网时，选择一台换流器作为主换流器，采用Vf控制，维持微网电压和频率稳定；其余换流器作为从换流器，利用锁相环跟踪微网相位。但是，同步信号源三相不平衡，电压传感器存在误差等问题会导致锁相性能下降，不能稳定控制相位。

发明内容：

为了解决上述问题，本发明提出一种基于同步脉冲的多换流器控制方法，该方法的技术方案如下：

一种基于同步脉冲的多换流器控制方法，包括如下步骤：

1)从微网中任选一台换流器作为主换流器，该主换流器的相位以工频进行周期变化，其余换流器作为从换流器；

2)当主换流器相位介于[θ₀，θ₀+Δθ]内，持续发出同步脉冲信号；其中，θ₀为主换流器发出同步脉冲信号时的初始相位；θ₀+Δθ为主换流器停止发出同步信号的终止相位；

3)从换流器采用如下方法对自身相位进行置位，实现各换流器间的相位同步，该方法包括：

3.1)从换流器标志位清零；

3.2)从换流器持续接收信号，并对接收到的信号进行判断，若接收到的信号为同步脉冲信号，则将标志位加1；若接收到的信号不为同步脉冲信号，将返回步骤3.1)；