CN114784747A - 一种用于储能变流器测试中模拟电压不对称跌落的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于储能变流器测试中模拟电压不对称跌落的方法，具体步骤如下：步骤1、根据设定的跌落幅度x和跌落相序pSel，计算正序电压幅度指令P和负序电压幅度指令N，以及负序电压相对正序电压的相角
Figure 303402DEST_PATH_IMAGE002
；步骤2、利用正序电压相角
Figure 158226DEST_PATH_IMAGE004
和负序电压相对相角
Figure 406804DEST_PATH_IMAGE006
，计算出负序电压相角
Figure 739697DEST_PATH_IMAGE008
，本发明利用三相交流电压正负序分量独立控制技术实现三相三线系统中年的电压不对称跌落模拟。利用控制算法通过软件编程即可实现，一方面可以减少电网模拟器的费用支出，另一方面可以在设备开发过程中进行充分验证，减少认证过程中的调试时间。

Description

一种用于储能变流器测试中模拟电压不对称跌落的方法
技术领域
本发明涉及电压检测技术领域，具体是一种用于储能变流器测试中模拟电压不对称跌落的方法。
背景技术
低电压穿越(LVRT)是指小型发电系统在确定的时间内承受一定限值的电网低电压而不退出运行的能力。随着技术要求的提高，现在不仅要求在过程中发电系统能够保持并网运行，还需向电网提供一定的无功功率，以支持电网的恢复。低电压穿越的极限状况即为零电压穿越，国标GB/T 34120-2017《电化学储能系统储能变流器技术规范》和GB/T37408-2019 《光伏发电并网逆变器技术要求》分别对储能变流器和光伏逆变器作了150ms的零电压穿越要求。
低电压穿越和零电压穿越包含了电压对称跌落和不对称跌落两类情况。电压对称跌落表现为三相电压同时跌落，幅度保持一致；不对称跌落则是单相电压跌落，另外两相保持正常，或是两相电压跌落，另外一相保持正常。如此高的技术要求，对变流器或逆变器开发厂家充满了挑战。
若变流器或逆变器在电压跌落过程中因保护门限或控制参数整定不当导致电压欠压或电流过流而触发停机保护，那么设备将无法满足认证标准要求。为充分验证设备的性能，大多开发厂商通常会购买具备不对称电压跌落功能的电网模拟器，或是直接在认证中心进行现场调试。电网模拟器售价较高，而且不同功率等级价格差异很大，在认证中心现场调试也是费时费力，经济效益低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于储能变流器测试中模拟电压不对称跌落的方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种用于储能变流器测试中模拟电压不对称跌落的方法，具体步骤如下：
步骤1、根据设定的跌落幅度x和跌落相序pSel，计算正序电压幅度指令P和负序电压幅度指令N，以及负序电压相对正序电压的相角
Figure DEST_PATH_IMAGE001
；
步骤2、利用正序电压相角
Figure 882382DEST_PATH_IMAGE002
和负序电压相对相角
Figure DEST_PATH_IMAGE003
，计算出负序电压相角
Figure 206047DEST_PATH_IMAGE004
；
步骤3、计算出三相交流相电压在两相静止坐标系中的正序电压分量
Figure DEST_PATH_IMAGE005
、
Figure 359685DEST_PATH_IMAGE006
和负序电压分量
Figure DEST_PATH_IMAGE007
、
Figure 630261DEST_PATH_IMAGE008
；
步骤4、根据正序电压分量
Figure DEST_PATH_IMAGE009
、
Figure 824394DEST_PATH_IMAGE010
和正序相角
Figure 584539DEST_PATH_IMAGE011
，计算出正序电压在两相旋转坐标系中的分量
Figure 789256DEST_PATH_IMAGE012
、
Figure 424374DEST_PATH_IMAGE013
；负序电压分量
Figure 30936DEST_PATH_IMAGE014
、
Figure 961983DEST_PATH_IMAGE015
和负序相角
Figure 388416DEST_PATH_IMAGE016
，计算出负序电压在两相旋转坐标系中的分量
Figure 827225DEST_PATH_IMAGE017
、
Figure 288294DEST_PATH_IMAGE018
；
步骤5、分别对正序电压和负序电压在两相旋转坐标系中的分量
Figure 390242DEST_PATH_IMAGE019
、
Figure 835130DEST_PATH_IMAGE020
、
Figure 546472DEST_PATH_IMAGE021
、
Figure 127626DEST_PATH_IMAGE022
进行控制，实现对设定跌落幅度和相序的模拟。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明利用三相交流电压正负序分量独立控制技术实现三相三线系统中年的电压不对称跌落模拟。利用控制算法通过软件编程即可实现，一方面可以减少电网模拟器的费用支出，另一方面可以在设备开发过程中进行充分验证，减少认证过程中的调试时间。
附图说明
图1是A相跌落电压矢量图；
图2是B相跌落电压矢量图；
图3是C相电压跌落矢量图；
图4是AB相间跌落电压矢量图；
图5是BC相间跌落电压矢量图；
图6是CA相间跌落电压矢量图；
图7为正序电压和负序电压独立控制环示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
请参照图1-图7,一种用于储能变流器测试中模拟电压不对称跌落的方法，包含以下步骤：
步骤1、根据跌落幅度x和跌落相pSel，计算正序电压幅度指令P和负序电压幅度指令N，以及负序电压相对正序电压的相角
Figure 400475DEST_PATH_IMAGE023
：
步骤2、利用正序电压相角
Figure 67080DEST_PATH_IMAGE024
和计算出的负序电压相对相角
Figure 740636DEST_PATH_IMAGE025
，计算出负序电压相角
Figure 176297DEST_PATH_IMAGE026
；
步骤3、利用二阶广义积分器（SOGI）对三相交流相电压在两相静止坐标系中的分量
Figure 885627DEST_PATH_IMAGE027
、
Figure 538063DEST_PATH_IMAGE028
分别延后90°，得到
Figure 358251DEST_PATH_IMAGE029
、
Figure 913997DEST_PATH_IMAGE030
，再通过运算得到正序电压
Figure 794229DEST_PATH_IMAGE031
、
Figure 402802DEST_PATH_IMAGE032
和负序电压
Figure 26682DEST_PATH_IMAGE033
、
Figure 171355DEST_PATH_IMAGE034
；
Figure DEST_PATH_IMAGE035
利用步骤3中的正序电压分量
Figure 924285DEST_PATH_IMAGE036
、
Figure DEST_PATH_IMAGE037
和正序相角
Figure 724882DEST_PATH_IMAGE038
，计算出正序电压在两相旋转坐标系中的分量
Figure 621294DEST_PATH_IMAGE039
、
Figure 124869DEST_PATH_IMAGE040
；负序电压分量
Figure 346902DEST_PATH_IMAGE041
、
Figure 962692DEST_PATH_IMAGE042
和负序相角
Figure 928374DEST_PATH_IMAGE043
，计算出负序电压在两相旋转坐标系中的分量
Figure 280595DEST_PATH_IMAGE044
、
Figure 407951DEST_PATH_IMAGE045
；
利用PI控制器的无静差控制能力分别对正序电压和负序电压在两相旋转坐标系中的分量
Figure 245457DEST_PATH_IMAGE046
、
Figure DEST_PATH_IMAGE047
、
Figure 451048DEST_PATH_IMAGE048
、
Figure DEST_PATH_IMAGE049
进行控制。
实施例2，在实施例1的基础上，
步骤1中，当pSel选择为A相或B相或C相时，有：
Figure 362504DEST_PATH_IMAGE050
当pSel选择为AB相或BC相或CA相时，有：
Figure 926340DEST_PATH_IMAGE051
。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.一种用于储能变流器测试中模拟电压不对称跌落的方法，其特征在于，具体步骤如下：
步骤1、根据设定的跌落幅度x和跌落相序pSel，计算正序电压幅度指令P和负序电压幅度指令N，以及负序电压相对正序电压的相角
Figure 899586DEST_PATH_IMAGE002
；
步骤2、利用正序电压相角
Figure 750868DEST_PATH_IMAGE004
和负序电压相对相角
Figure 990832DEST_PATH_IMAGE006
，计算出负序电压相角
Figure 29195DEST_PATH_IMAGE008
；
步骤3、计算出三相交流相电压在两相静止坐标系中的正序电压分量
Figure 851789DEST_PATH_IMAGE010
、
Figure 88735DEST_PATH_IMAGE012
和负序电压分量
Figure 705792DEST_PATH_IMAGE014
、
Figure 497031DEST_PATH_IMAGE016
；
步骤4、根据正序电压分量
Figure 107003DEST_PATH_IMAGE018
、
Figure 683609DEST_PATH_IMAGE020
和正序相角
Figure 17375DEST_PATH_IMAGE022
，计算出正序电压在两相旋转坐标系中的分量
Figure 30330DEST_PATH_IMAGE024
、
Figure 443994DEST_PATH_IMAGE026
；负序电压分量
Figure 327636DEST_PATH_IMAGE028
、
Figure 817655DEST_PATH_IMAGE030
和负序相角
Figure 317906DEST_PATH_IMAGE032
，计算出负序电压在两相旋转坐标系中的分量
Figure 20414DEST_PATH_IMAGE034
、
Figure 24142DEST_PATH_IMAGE036
；
步骤5、分别对正序电压和负序电压在两相旋转坐标系中的分量
Figure 199909DEST_PATH_IMAGE038
、
Figure 141451DEST_PATH_IMAGE040
、
Figure 896917DEST_PATH_IMAGE042
、
Figure 286310DEST_PATH_IMAGE044
进行控制，实现对设定跌落幅度和相序的模拟。
2.根据权利要求1所述的一种用于储能变流器测试中模拟电压不对称跌落的方法，其特征在于，所述步骤1中，当pSel选择为A相或B相或C相时，有：
Figure 849622DEST_PATH_IMAGE046
。
3.根据权利要求2所述的一种用于储能变流器测试中模拟电压不对称跌落的方法，其特征在于，所述步骤1中，当pSel选择为AB相或BC相或CA相时，有：
Figure 324466DEST_PATH_IMAGE048
。
4.根据权利要求3所述的一种用于储能变流器测试中模拟电压不对称跌落的方法，其特征在于，所述步骤3中，正序电压
Figure 883623DEST_PATH_IMAGE050
、
Figure 347097DEST_PATH_IMAGE052
和负序电压
Figure 333507DEST_PATH_IMAGE054
、
Figure 295647DEST_PATH_IMAGE056
的计算公式为：
Figure 674807DEST_PATH_IMAGE058
。
5.根据权利要求4所述的一种用于储能变流器测试中模拟电压不对称跌落的方法，其特征在于，所述步骤3具体是：利用二阶广义积分器对三相交流相电压在两相静止坐标系中的分量
Figure 507634DEST_PATH_IMAGE060
、
Figure 415678DEST_PATH_IMAGE062
分别延后90°，得到
Figure 333956DEST_PATH_IMAGE064
、
Figure 234915DEST_PATH_IMAGE066
，再通过运算得到正序电压
Figure 207069DEST_PATH_IMAGE068
、
Figure 535282DEST_PATH_IMAGE070
和负序电压
Figure 206435DEST_PATH_IMAGE072
、
Figure 927398DEST_PATH_IMAGE074
。
6.根据权利要求1所述的一种用于储能变流器测试中模拟电压不对称跌落的方法，其特征在于，所述步骤5是利用PI控制器的无静差控制能力分别对正序电压和负序电压在两相旋转坐标系中的分量
Figure 734817DEST_PATH_IMAGE076
、
Figure 515822DEST_PATH_IMAGE078
、
Figure 877533DEST_PATH_IMAGE080
、
Figure 385875DEST_PATH_IMAGE082
进行控制。
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