[发明专利]一种新能源并网逆变器自同步电压源控制方法

说明书

本发明公开了一种新能源并网逆变器自同步电压源控制方法，属于新能源电力控制领域。该控制包括：新能源并网逆变器根据系统有功和无功功率给出了具有与大电网自同步特性的频率和电压主动支撑控制方法；然后为调节新能源并网逆变器自同步电压源的内电势与大电网电压之间的阻抗特性，采用了一种阻抗适配控制算法，同时给出了自同步电压源的电流指令；最后在两相同步旋转坐标系中采用基于谐振控制器的电流闭环控制算法，使得新能源并网逆变器在实现白同步特性的同时兼顾了并网电流性能的提高，并提升了电网不平衡条件下的电流控制能力，提高了新能源并网逆变器的整体性能。

技术领域

本发明属于新能源电力控制领域，涉及一种新能源并网逆变器自同步电压源控制方法。

背景技术

双碳背景下，未来的电力系统将呈现以新能源为主体的新型电力系统特征，新能源占比预计会超高50％。然而，光伏、风电等新能源发电具有随机性、弱电网支撑特性和低抗扰性能，这严重削弱了并网点电压主动支撑电网电压幅值和频率的能力，给新型电力系统安全稳定运行带来极大挑战。因此，深入研究新能源高比例渗透下的主动支撑技术与系统稳定运行控制方法，对于新能源电力系统具有重要意义。

近年来，国内外专家学者从不同的角度探讨新能源高比例接入新型电力系统问题，同时新的并网标准也将会对新能源发电单元的电压和频率支撑能力提出更高要求，下垂控制、虚拟同步发电机控制、自同步电压源控制等技术不断得到应用。自同步电压源并网运行时，需要对电网的电压和频率稳定性进行一定的支撑，并保证新能源大规模并网的波形质量。

针对上述问题，国内外的专家学者们提出了一些方法，主要有：

题为“虚拟同步发电机暂态功角响应优化控制方法、设备及系统”的中国发明专利申请说明书(CN110912192A)给出了一种弱电网远端故障下的暂态功角控制方法，并通过功率调节算法实现了故障条件下的暂态功角优化控制，然而这种方法无法调节电网与新能源发电单元之间的阻抗特性，给新能源大规模并入复杂电网应用带来一定困难。

题为“PQ模式虚拟同步发电机控制方法、装置及下垂控制器”的中国发明专利申请说明书(CN110854915A)公开的技术方案中给出了一种PQ模式下的虚拟同步发电机控制策略，根据电压异常状态设置无功功率参考值和下垂系数，并据此调节并网点电压。这种方法可以根据电网状态改变频率调节特性，但是无法保证实现大规模并网的自同步组网运行。

题为“一种虚拟同步发电机控制方法、装置及终端设备”的中国发明专利申请说明书(CN111799844A)给出了一种多虚拟同步发电机虚拟惯量分配方法，根据各个虚拟同步发电性能差异计算总的虚拟惯量和分配权重系数，进而计算各个虚拟同步发电机的评价指标，从而确定其虚拟惯量分配值。这种控制方法有利于多个虚拟同步发电机的大规模集中并网，单控制算法复杂且无法兼顾电流控制性能。

总之，现有自同步电压源技术难以同时兼顾电网自同步特性与电流性能的控制能力，尤其是大电网电压不平衡状态下的电流控制性能，不利于复杂电网条件下的自同步电压源并网电流性能的提高。

发明内容

本发明要解决的技术问题为克服上述各种技术方案的局限性，针对并网模式下的自同步电压源主动支撑、并网电流性能提升、电压不平衡条件下的并网电流控制等问题，提供一种新能源并网逆变器自同步电压源控制方法。