CN115102180B - 一种基于构网型变流器的svg主动支撑控制方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于构网型变流器的SVG主动支撑控制方法及系统，包括：在直流电压控制与虚拟惯量和阻尼控制环节，基于静止无功发生器SVG直流侧的电压实际值获取有功功率参考值，并基于所述有功功率参考值进行虚拟惯量和阻尼控制，确定SVG的内电势虚拟相位角；在虚拟励磁控制环节，基于SVG并网点电压和SVG输出电流确定SVG输出的虚拟内电势幅值；在虚拟阻抗与输出电流环节，基于所述虚拟内电势幅值计算电流内环参考值；在电流内环控制环节，基于所述电力内环参考值和内电势虚拟相位角确定三相静止坐标系下的参考电压；基于脉冲宽度调制PWM发生器根据所述参考电压输出的触发脉冲对SVG主电路进行控制。

Description

一种基于构网型变流器的SVG主动支撑控制方法及系统
技术领域
本发明涉及新能源并网控制技术领域，并且更具体地，涉及一种基于构网型变流器的SVG主动支撑控制方法及系统。
背景技术
静止无功发生器（SVG）是一种基于电力电子技术的并联型无功补偿装置，它的主体是一个电压源型逆变器，通过开关元件的导通和关断，控制逆变器输出电压的幅值与频率，灵活地改变SVG运行工况。SVG响应速度快，运行范围宽广，可以实现动态无功补偿，对并网点电压进行动态支撑，广泛应用于高压直流输电、新能源并网发电等领域。
目前，SVG主要通过控制装置输出电流来实现无功功率控制，包括间接电流控制策略和直接电流控制策略。间接电流控制策略属于开环控制，通过调节交流侧电压间接对输出电流产生影响，直流侧稳压控制与无功控制之间存在耦合。直接电流控制策略属于闭环控制，反馈电流瞬时值，跟踪电流参考值，具有更快的响应速度和控制精度，然而该策略受制于锁相环并网缺点，响应模式被动，不利于对系统进行无功和电压的主动支撑。
如图1所示，常规SVG控制系统采用直接电流控制方法，基于锁相环并网并采用有功无功电流解耦控制，对应于派克变换后的d轴、q轴可分为直流电压控制与无功电流控制两部分。直流电压控制目标是维持SVG直流侧电压稳定；无功电流控制是根据系统所需无功电流，控制SVG交流侧输出电流补偿系统无功。缺点是：基于电压锁相环的电网跟随型并网变换技术，该控制方式依赖于锁相环，响应模式被动，对外特性呈现为受控电压源，不利于发挥SVG在电压和频率波动时的电压支撑能力。
发明内容
本发明提出一种基于构网型变流器的SVG主动支撑控制方法及系统，以解决如何高效地实现SVG主动支撑控制的问题。
为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，提供了一种基于构网型变流器的SVG主动支撑控制方法，所述方法包括：
在直流电压控制与虚拟惯量和阻尼控制环节，基于静止无功发生器SVG直流侧的电压实际值获取有功功率参考值，并基于所述有功功率参考值进行虚拟惯量和阻尼控制，确定SVG的内电势虚拟相位角；
在虚拟励磁控制环节，基于SVG并网点电压和SVG输出电流确定SVG输出的虚拟内电势幅值；
在虚拟阻抗与输出电流环节，基于所述虚拟内电势幅值计算电流内环参考值；
在电流内环控制环节，基于所述电流内环参考值和内电势虚拟相位角确定三相静止坐标系下的参考电压；
基于脉冲宽度调制PWM发生器根据所述参考电压输出的触发脉冲对SVG主电路进行控制。
优选地，其中所述基于SVG直流侧的电压实际值获取有功功率参考值，包括：
Figure 198849DEST_PATH_IMAGE001
，
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE002
为SVG需补偿或释放的有功功率参考值；
Figure 663459DEST_PATH_IMAGE003
和
Figure DEST_PATH_IMAGE004
均为PI控制参数；
Figure 115300DEST_PATH_IMAGE005
和
Figure DEST_PATH_IMAGE006
分别为SVG直流侧的电压参考值和电压实际值；S为拉普拉斯算子。
优选地，其中所述基于所述有功功率参考值进行虚拟惯量和阻尼控制，确定SVG的内电势虚拟相位角，包括：
Figure 307247DEST_PATH_IMAGE007
，
Figure DEST_PATH_IMAGE008
，
其中，
Figure 934669DEST_PATH_IMAGE009
为SVG的内电势虚拟相位角； J为虚拟转动惯量；
Figure DEST_PATH_IMAGE010
为SVG输出内电势虚拟角速度；
Figure 553869DEST_PATH_IMAGE011
为有功功率参考值；
Figure DEST_PATH_IMAGE012
为SVG交流侧实际输出的有功功率；
Figure 633952DEST_PATH_IMAGE013
为系统额定角速度；
Figure DEST_PATH_IMAGE014
为等效虚拟阻尼系数；
Figure 629590DEST_PATH_IMAGE015
为隔直环节时间常数；
Figure DEST_PATH_IMAGE016
和
Figure 970572DEST_PATH_IMAGE017
分别为第一移相环节时间常数和第二移相环节时间常数；
Figure DEST_PATH_IMAGE018
为转速偏差放大倍数；S为拉普拉斯算子；D为虚拟阻尼系数；t为时间。
优选地，其中所述在虚拟励磁控制环节，基于SVG并网点电压和SVG输出电流确定SVG输出的虚拟内电势幅值，包括：
在虚拟励磁控制环节，基于SVG并网点电压和SVG输出电流确定虚拟励磁调压器电压，包括：
Figure 776985DEST_PATH_IMAGE019
，
基于上述虚拟励磁调压器电压进行励磁控制，确定强制空载电动势，包括：
Figure DEST_PATH_IMAGE020
，
基于上述强制空载电动势确定SVG输出的虚拟内电势幅值，包括：
Figure 593632DEST_PATH_IMAGE021
，
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE022
为虚拟励磁调压器电压；
Figure 878114DEST_PATH_IMAGE023
为滤波器时间常数；
Figure DEST_PATH_IMAGE024
为SVG并网点输出电压；
Figure 463816DEST_PATH_IMAGE025
为SVG输出电流；
Figure DEST_PATH_IMAGE026
为调差电阻，
Figure 694991DEST_PATH_IMAGE027
为调差电抗；S为拉普拉斯算子；j表示复数；
Figure DEST_PATH_IMAGE028
为强制空载电动势；
Figure 998933DEST_PATH_IMAGE029
为调节器增益；
Figure DEST_PATH_IMAGE030
为比例积分选择因子；
Figure 87106DEST_PATH_IMAGE031
和
Figure DEST_PATH_IMAGE032
分别为第一电压调节器时间常数和第二电压调节器时间常数；
Figure 792894DEST_PATH_IMAGE033
为虚拟励磁调压器参考电压；
Figure DEST_PATH_IMAGE034
为励磁绕组时间常数；
Figure 941109DEST_PATH_IMAGE035
为暂态电势；
Figure DEST_PATH_IMAGE036
为d轴电流分量；
Figure 466769DEST_PATH_IMAGE037
为同步电抗；
Figure DEST_PATH_IMAGE038
为d轴暂态电抗；
Figure 358632DEST_PATH_IMAGE039
为SVG输出的虚拟内电势幅值。
优选地，其中所述在虚拟阻抗与输出电流环节，基于所述虚拟内电势幅值计算电流内环参考值，包括：
Figure DEST_PATH_IMAGE040
，
其中，
Figure 653347DEST_PATH_IMAGE041
和
Figure DEST_PATH_IMAGE042
分别为在d轴和q轴下的电流内环参考值；
Figure 238044DEST_PATH_IMAGE043
和
Figure DEST_PATH_IMAGE044
分别为风机在d轴和q轴的虚拟内电势，
Figure 250999DEST_PATH_IMAGE045
，
Figure DEST_PATH_IMAGE046
，
Figure 946554DEST_PATH_IMAGE047
为虚拟内电势幅值；
Figure DEST_PATH_IMAGE048
和
Figure 971142DEST_PATH_IMAGE049
分别为风机在d轴和q轴的实测端电压；
Figure DEST_PATH_IMAGE050
为支路总阻抗，
Figure 976007DEST_PATH_IMAGE051
和
Figure DEST_PATH_IMAGE052
均为真实阻抗参数，
Figure 961411DEST_PATH_IMAGE053
和
Figure DEST_PATH_IMAGE054
均为虚拟阻抗参数；j表示复数。
优选地，其中所述在电流内环控制环节，基于所述电流内环参考值和内电势虚拟相位角确定三相静止坐标系下的参考电压，包括：
在电流内环控制环节，基于所述电流内环参考值确定内电势控制输出信号，包括：
Figure 444345DEST_PATH_IMAGE055
，
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE056
和
Figure 729964DEST_PATH_IMAGE057
分别为在d轴和q轴下的内电势控制输出信号；
Figure DEST_PATH_IMAGE058
和
Figure 905731DEST_PATH_IMAGE059
分别为在d轴和q轴下的SVG端电压；
Figure DEST_PATH_IMAGE060
和
Figure 378431DEST_PATH_IMAGE061
分别为在d轴和q轴下SVG注入电网的电流实际值；
Figure DEST_PATH_IMAGE062
和
Figure 665056DEST_PATH_IMAGE063
分别为在d轴和q轴下的电流内环参考值；
Figure DEST_PATH_IMAGE064
为SVG输出内电势虚拟角速度；L为输出线路上的电感；
Figure 539602DEST_PATH_IMAGE065
和
Figure DEST_PATH_IMAGE066
分别构成为在q轴和d轴下的电流前馈解耦量；
Figure 620691DEST_PATH_IMAGE067
和
Figure DEST_PATH_IMAGE068
均为电流内环的比例积分控制参数；S为拉普拉斯算子；
基于所述内电势虚拟相位角对所述内电势控制输出信号进行派克反变换，以获取三相静止坐标系下的参考电压。
根据本发明的另一个方面，提供了一种基于构网型变流器的SVG主动支撑控制系统，所述系统包括：
直流电压控制与虚拟惯量和阻尼控制模块，用于在直流电压控制与虚拟惯量和阻尼控制环节，基于静止无功发生器SVG直流侧的电压实际值获取有功功率参考值，并基于所述有功功率参考值进行虚拟惯量和阻尼控制，确定SVG的内电势虚拟相位角；
虚拟励磁控制模块，用于在虚拟励磁控制环节，基于SVG并网点电压和SVG输出电流确定SVG输出的虚拟内电势幅值；
虚拟电路计算模块，用于在虚拟阻抗与输出电流环节，基于所述虚拟内电势幅值计算电流内环参考值；
电流内环控制模块，用于在电流内环控制环节，基于所述电流内环参考值和内电势虚拟相位角确定三相静止坐标系下的参考电压；
PWM调制模块，用于基于脉冲宽度调制PWM发生器根据所述参考电压输出的触发脉冲对SVG主电路进行控制。
优选地，其中所述直流电压控制与虚拟惯量和阻尼控制模块，基于SVG直流侧的电压实际值获取有功功率参考值，包括：
Figure 846267DEST_PATH_IMAGE069
，
其中，
Figure 467741DEST_PATH_IMAGE002
为SVG需补偿或释放的有功功率参考值；
Figure DEST_PATH_IMAGE070
和
Figure 462373DEST_PATH_IMAGE071
均为PI控制参数；
Figure DEST_PATH_IMAGE072
和
Figure 714363DEST_PATH_IMAGE006
分别为SVG直流侧的电压参考值和电压实际值；S为拉普拉斯算子。
优选地，其中所述直流电压控制与虚拟惯量和阻尼控制模块，具体用于按照下述公式确定SVG的内电势虚拟相位角：
Figure 83027DEST_PATH_IMAGE073
，
Figure DEST_PATH_IMAGE074
，
其中，
Figure 462187DEST_PATH_IMAGE075
为SVG的内电势虚拟相位角； J为虚拟转动惯量；
Figure DEST_PATH_IMAGE076
为SVG输出内电势虚拟角速度；
Figure 435960DEST_PATH_IMAGE077
为有功功率参考值；
Figure DEST_PATH_IMAGE078
为SVG交流侧实际输出的有功功率；
Figure 858851DEST_PATH_IMAGE013
为系统额定角速度；
Figure 714811DEST_PATH_IMAGE014
为等效虚拟阻尼系数；
Figure 428820DEST_PATH_IMAGE079
为隔直环节时间常数；
Figure 788258DEST_PATH_IMAGE016
和
Figure 178788DEST_PATH_IMAGE017
分别为第一移相环节时间常数和第二移相环节时间常数；
Figure DEST_PATH_IMAGE080
为转速偏差放大倍数；S为拉普拉斯算子；D为虚拟阻尼系数；t为时间。
优选地，其中所述虚拟励磁控制模块，具体用于按照下述公式确定SVG输出的虚拟电势幅值：
在虚拟励磁控制环节，基于SVG并网点电压和SVG输出电流确定虚拟励磁调压器电压，包括：
Figure 346812DEST_PATH_IMAGE019
，
基于上述虚拟励磁调压器电压进行励磁控制，确定强制空载电动势，包括：
Figure 989146DEST_PATH_IMAGE020
，
基于上述强制空载电动势确定SVG输出的虚拟内电势幅值，包括：
Figure 593303DEST_PATH_IMAGE021
，
其中，
Figure 30100DEST_PATH_IMAGE022
为虚拟励磁调压器电压；
Figure 470440DEST_PATH_IMAGE023
为滤波器时间常数；
Figure 509940DEST_PATH_IMAGE024
为SVG并网点输出电压；
Figure 843970DEST_PATH_IMAGE081
为SVG输出电流；
Figure 327035DEST_PATH_IMAGE026
为调差电阻，
Figure DEST_PATH_IMAGE082
为调差电抗；S为拉普拉斯算子；j表示复数；
Figure 972780DEST_PATH_IMAGE028
为强制空载电动势；
Figure 425758DEST_PATH_IMAGE029
为调节器增益；
Figure 755239DEST_PATH_IMAGE083
为比例积分选择因子；
Figure 533839DEST_PATH_IMAGE031
和
Figure 198039DEST_PATH_IMAGE032
分别为第一电压调节器时间常数和第二电压调节器时间常数；
Figure DEST_PATH_IMAGE084
为虚拟励磁调压器参考电压；
Figure 798916DEST_PATH_IMAGE034
为励磁绕组时间常数；
Figure 232171DEST_PATH_IMAGE085
为暂态电势；
Figure 916093DEST_PATH_IMAGE036
为d轴电流分量；
Figure DEST_PATH_IMAGE086
为同步电抗；
Figure 21584DEST_PATH_IMAGE087
为d轴暂态电抗；
Figure 472157DEST_PATH_IMAGE039
为SVG输出的虚拟内电势幅值。
优选地，其中所述虚拟电路计算模块，在虚拟阻抗与输出电流环节，基于所述虚拟内电势幅值计算电流内环参考值，包括：
Figure 635285DEST_PATH_IMAGE040
，
其中，
Figure 631054DEST_PATH_IMAGE041
和
Figure 145212DEST_PATH_IMAGE042
分别为在d轴和q轴下的电流内环参考值；
Figure 133896DEST_PATH_IMAGE043
和
Figure 151531DEST_PATH_IMAGE044
分别为风机在d轴和q轴的虚拟内电势，
Figure DEST_PATH_IMAGE088
，
Figure 52622DEST_PATH_IMAGE046
，
Figure 913130DEST_PATH_IMAGE039
为虚拟内电势幅值；
Figure 580872DEST_PATH_IMAGE048
和
Figure 62800DEST_PATH_IMAGE049
分别为风机在d轴和q轴的实测端电压；
Figure 649639DEST_PATH_IMAGE089
为支路总阻抗，
Figure 872810DEST_PATH_IMAGE051
和
Figure DEST_PATH_IMAGE090
均为真实阻抗参数，
Figure 422871DEST_PATH_IMAGE091
和
Figure DEST_PATH_IMAGE092
均为虚拟阻抗参数；j表示复数。
优选地，其中所述电流内环控制模块，在电流内环控制环节，基于所述电流内环参考值和内电势虚拟相位角确定三相静止坐标系下的参考电压，包括：
在电流内环控制环节，基于所述电流内环参考值确定内电势控制输出信号，包括：
Figure DEST_PATH_IMAGE093
，
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE094
和
Figure DEST_PATH_IMAGE095
分别为在d轴和q轴下的内电势控制输出信号；
Figure DEST_PATH_IMAGE096
和
Figure DEST_PATH_IMAGE097
分别为在d轴和q轴下的SVG端电压；
Figure 493727DEST_PATH_IMAGE060
和
Figure DEST_PATH_IMAGE098
分别为在d轴和q轴下SVG注入电网的电流实际值；
Figure DEST_PATH_IMAGE099
和
Figure DEST_PATH_IMAGE100
分别为在d轴和q轴下的电流内环参考值；
Figure DEST_PATH_IMAGE101
为SVG输出内电势虚拟角速度；L为输出线路上的电感；
Figure DEST_PATH_IMAGE102
和
Figure DEST_PATH_IMAGE103
分别构成为在q轴和d轴下的电流前馈解耦量；
Figure DEST_PATH_IMAGE104
和
Figure DEST_PATH_IMAGE105
均为电流内环的比例积分控制参数；S为拉普拉斯算子；
基于所述内电势虚拟相位角对所述内电势控制输出信号进行派克反变换，以获取三相静止坐标系下的参考电压。
基于本发明的另一方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现一种基于构网型变流器的SVG主动支撑控制方法中任一项的步骤。
基于本发明的另一方面，本发明提供一种电子设备，包括：
上述的计算机可读存储介质；以及
一个或多个处理器，用于执行所述计算机可读存储介质中的程序。
本发明提供了一种基于构网型变流器的SVG主动支撑控制方法及系统，包括：在直流电压控制与虚拟惯量和阻尼控制环节，基于静止无功发生器SVG直流侧的电压实际值获取有功功率参考值，并基于所述有功功率参考值进行虚拟惯量和阻尼控制，确定SVG的内电势虚拟相位角；在虚拟励磁控制环节，基于SVG并网点电压和SVG输出电流确定SVG输出的虚拟内电势幅值；在虚拟阻抗与输出电流环节，基于所述虚拟内电势幅值计算电流内环参考值；在电流内环控制环节，基于所述电流内环参考值和内电势虚拟相位角确定三相静止坐标系下的参考电压；基于脉冲宽度调制PWM发生器根据所述参考电压输出的触发脉冲对SVG主电路进行控制。本发明将电网构造型并网变换技术运用到SVG控制，虚拟惯量和阻尼控制以及虚拟励磁控制的引入可以降低SVG对系统扰动的灵敏度，提高直流侧稳定强度；有效提升SVG响应并网点电压变化时的自主支撑能力，有利于发挥其电压调节和无功补偿作用，本发明的SVG控制方法可以在新能源系统友好并网、高压直流输电等领域发挥重要作用。
附图说明
通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本发明的示例性实施方式：
图1为现有技术中SVG直接电流控制框图；
图2为根据本发明实施方式的基于构网型变流器的SVG主动支撑控制200的流程图；
图3为根据本发明实施方式的构网型SVG主动支撑控制系统框图；
图4为根据本发明实施方式的直流电压控制与虚拟惯量和阻尼控制环节控制框图；
图5为根据本发明实施方式的虚拟励磁控制环节控制框图；
图6为根据本发明实施方式的虚拟电路计算环节控制框图；
图7为根据本发明实施方式的电流内环控制框图；
图8为根据本发明实施方式的基于构网型变流器的SVG主动支撑控制系统400的结构示意图。
具体实施方式
现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。
除非另有说明，此处使用的术语（包括科技术语）对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
目前，SVG主要通过控制装置输出电流来实现无功功率控制，包括间接电流控制策略和直接电流控制策略。间接电流控制策略属于开环控制，通过调节交流侧电压间接对输出电流产生影响，直流侧稳压控制与无功控制之间存在耦合。直接电流控制策略属于闭环控制，反馈电流瞬时值，跟踪电流参考值，具有更快的响应速度和控制精度，然而该策略受制于锁相环并网缺点，响应模式被动，不利于对系统进行无功和电压的主动支撑。
针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于构网型变流器的SVG主动支撑控制方法。通过将电网构造型并网变换技术引入SVG控制中，消除传统dq坐标系下锁相环矢量同步控制的缺陷，利用构网型变流器自产虚拟内电势幅值相位的同步功能和虚拟控制参数获得更宽广的控制范围和更灵活的控制特性。
图2为根据本发明实施方式的基于构网型变流器的SVG主动支撑控制100的流程图。如图2所示，本发明实施方式提供的基于构网型变流器的SVG主动支撑控制方法，将电网构造型并网变换技术运用到SVG控制，虚拟惯量和阻尼控制以及虚拟励磁控制的引入可以降低SVG对系统扰动的灵敏度，提高直流侧稳定强度；有效提升SVG响应并网点电压变化时的自主支撑能力，有利于发挥其电压调节和无功补偿作用，本发明的SVG控制方法可以在新能源系统友好并网、高压直流输电等领域发挥重要作用。本发明实施方式提供的基于构网型变流器的SVG主动支撑控制方法200，从步骤201处开始，在步骤201，在直流电压控制与虚拟惯量和阻尼控制环节，基于静止无功发生器SVG直流侧的电压实际值获取有功功率参考值，并基于所述有功功率参考值进行虚拟惯量和阻尼控制，确定SVG的内电势虚拟相位角。
优选地，其中所述基于SVG直流侧的电压实际值获取有功功率参考值，包括：
Figure DEST_PATH_IMAGE106
，
其中，
Figure 736620DEST_PATH_IMAGE107
为SVG需补偿或释放的有功功率参考值；
Figure DEST_PATH_IMAGE108
和
Figure DEST_PATH_IMAGE109
均为PI控制参数；
Figure DEST_PATH_IMAGE110
和
Figure DEST_PATH_IMAGE111
分别为SVG直流侧的电压参考值和电压实际值；S为拉普拉斯算子。
优选地，其中所述基于所述有功功率参考值进行虚拟惯量和阻尼控制，确定SVG的内电势虚拟相位角，包括：
Figure DEST_PATH_IMAGE112
，
Figure DEST_PATH_IMAGE113
，
其中，
Figure 869924DEST_PATH_IMAGE114
为SVG的内电势虚拟相位角； J为虚拟转动惯量；
Figure 4102DEST_PATH_IMAGE101
为SVG输出内电势虚拟角速度；
Figure DEST_PATH_IMAGE115
为有功功率参考值；
Figure 448903DEST_PATH_IMAGE116
为SVG交流侧实际输出的有功功率；
Figure DEST_PATH_IMAGE117
为系统额定角速度；
Figure 846387DEST_PATH_IMAGE014
为等效虚拟阻尼系数；
Figure DEST_PATH_IMAGE118
为隔直环节时间常数；
Figure 388357DEST_PATH_IMAGE016
和
Figure 670434DEST_PATH_IMAGE017
分别为第一移相环节时间常数和第二移相环节时间常数；
Figure 761887DEST_PATH_IMAGE119
为转速偏差放大倍数；S为拉普拉斯算子；D为虚拟阻尼系数；t为时间。
结合图3和图4所示，在本发明的实施方式中，直流电压控制与虚拟惯量和阻尼控制环节，用于维持SVG直流侧电压稳定，并决定SVG内电势虚拟相位角，保证SVG稳定发挥无功与电压支撑功能。引入同步发电机转子运动方程，类比同步发电机机械功率与电磁功率不匹配时,转速发生变化，调节同步发电机的输入机械功率，进而改变功角，维持系统功率的平衡。
对于SVG，若忽略本体损耗，稳态运行时与电网间交换的有功功率为0；暂态运行时，无法保证直流电压恒定，引入直流电压偏差控制环节。
因此，在本发明中，当直流电压实际值高于或低于参考值时，将电压偏差经过PI控制得到有功功率参考值，即直流侧需要释放或补偿的有功功率值：
Figure DEST_PATH_IMAGE120
，
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE121
为SVG需补偿或释放的有功功率值；
Figure DEST_PATH_IMAGE122
、
Figure DEST_PATH_IMAGE123
为PI控制参数；
Figure DEST_PATH_IMAGE124
、
Figure DEST_PATH_IMAGE125
分别为SVG直流侧电压参考值与实际值。
在本发明中，引入虚拟惯量系数，降低SVG对系统可能存在的频繁扰动的灵敏度，增强直流侧稳定强度；引入虚拟阻尼系数，可以间接控制SVG线路中的交流阻抗。据此模拟转子运动方程得到此时的虚拟相位角，SVG通过此相位角与电网保持同步，并通过其与电网相位的偏差实现注入或吸收功率。其中，控制模型如下所示：
Figure DEST_PATH_IMAGE126
，
其中，J 为虚拟转动惯量；
Figure 284266DEST_PATH_IMAGE101
为SVG输出内电势虚拟角速度；
Figure 969326DEST_PATH_IMAGE127
为SVG需补偿或释放的功率值，对应于传统同步机的输入机械功率；
Figure 930459DEST_PATH_IMAGE116
为SVG交流侧实际输出的有功功率；
Figure 751785DEST_PATH_IMAGE117
为系统额定角速度；
Figure DEST_PATH_IMAGE128
为SVG内电势虚拟相位角；
Figure 756650DEST_PATH_IMAGE014
为等效虚拟阻尼系数，由并联的两部分组成：
Figure 538792DEST_PATH_IMAGE129
，
其中，前一项
Figure DEST_PATH_IMAGE130
为虚拟阻尼系数，后一项为一级隔直环节、转速偏差增益以及一级移相环节的乘积，
Figure 21726DEST_PATH_IMAGE131
为隔直环节时间常数，
Figure DEST_PATH_IMAGE132
和
Figure 307345DEST_PATH_IMAGE133
分别为第一移相环节时间常数和第二移相环节时间常数，
Figure DEST_PATH_IMAGE134
为转速偏差放大倍数。
在步骤202，在虚拟励磁控制环节，基于SVG并网点电压和SVG输出电流确定SVG输出的虚拟内电势幅值。
优选地，其中所述在虚拟励磁控制环节，基于SVG并网点电压和SVG输出电流确定SVG输出的虚拟内电势幅值，包括：
在虚拟励磁控制环节，基于SVG并网点电压和SVG输出电流确定虚拟励磁调压器电压，包括：
Figure 217533DEST_PATH_IMAGE019
，
基于上述虚拟励磁调压器电压进行励磁控制，确定强制空载电动势，包括：
Figure 611605DEST_PATH_IMAGE020
，
基于上述强制空载电动势确定SVG输出的虚拟内电势幅值，包括：
Figure 180120DEST_PATH_IMAGE021
，
其中，
Figure 976038DEST_PATH_IMAGE135
为虚拟励磁调压器电压；
Figure DEST_PATH_IMAGE136
为滤波器时间常数；
Figure 322706DEST_PATH_IMAGE137
为SVG并网点输出电压；
Figure DEST_PATH_IMAGE138
为SVG输出电流；
Figure 548282DEST_PATH_IMAGE139
为调差电阻，
Figure DEST_PATH_IMAGE140
为调差电抗；S为拉普拉斯算子；j表示复数；
Figure 373019DEST_PATH_IMAGE141
为强制空载电动势；
Figure DEST_PATH_IMAGE142
为调节器增益；
Figure 367650DEST_PATH_IMAGE143
为比例积分选择因子；
Figure DEST_PATH_IMAGE144
和
Figure 885219DEST_PATH_IMAGE145
分别为第一电压调节器时间常数和第二电压调节器时间常数；
Figure DEST_PATH_IMAGE146
为虚拟励磁调压器参考电压；
Figure DEST_PATH_IMAGE147
为励磁绕组时间常数；
Figure DEST_PATH_IMAGE148
为暂态电势；
Figure 925988DEST_PATH_IMAGE149
为d轴电流分量；
Figure DEST_PATH_IMAGE150
为同步电抗；
Figure DEST_PATH_IMAGE151
为d轴暂态电抗；
Figure DEST_PATH_IMAGE152
为SVG输出的虚拟内电势幅值。
结合图3和图5所示，在本发明的实施方式中，虚拟励磁控制环节，用于生成虚拟内电势，调节SVG端电压。引入同步机一阶暂态电压方程，考虑虚拟励磁绕组的暂态过程，简化模拟传统同步发电机自动励磁调节系统。
为使该虚拟励磁控制环节具有调差特性，首先采用调差控制，采集SVG并网点电压与输出电流，计算虚拟励磁调压器电压信号；之后将其与参考值的偏差量作为调压控制量经过串联PID励磁控制，得到与励磁电压呈线性关系的强制空载电动势，模型表示如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE153
，
其中，
Figure 711672DEST_PATH_IMAGE135
为计算得到的虚拟励磁调压器实际电压信号；
Figure DEST_PATH_IMAGE154
为滤波器时间常数；
Figure DEST_PATH_IMAGE155
为SVG并网点电压；
Figure DEST_PATH_IMAGE156
为SVG输出电流；
Figure DEST_PATH_IMAGE157
为调差电阻，
Figure DEST_PATH_IMAGE158
为调差电抗；
Figure 685445DEST_PATH_IMAGE141
为强制空载电动势；
Figure 780439DEST_PATH_IMAGE142
为调节器增益；
Figure DEST_PATH_IMAGE159
为比例积分选择因子；
Figure 980608DEST_PATH_IMAGE144
、
Figure 678305DEST_PATH_IMAGE145
为电压调节器时间常数；
Figure DEST_PATH_IMAGE160
为虚拟励磁调压器参考电压。
由于引入了一阶暂态电压方程，对于交流电压与无功调整环节加入前馈控制量，以此更加真实准确的反映该控制环节对于SVG输出外特性的影响。由此可以得到SVG虚拟内电势表达式。方程表示如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE161
，
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE162
为励磁绕组时间常数；
Figure DEST_PATH_IMAGE163
为暂态电势；
Figure 178688DEST_PATH_IMAGE164
为与励磁电压呈线性关系的强制空载电动势；
Figure 710163DEST_PATH_IMAGE149
为d轴电流分量；
Figure DEST_PATH_IMAGE165
为同步电抗；
Figure 143767DEST_PATH_IMAGE151
为d轴暂态电抗；
Figure 910735DEST_PATH_IMAGE152
为SVG输出虚拟内电势幅值，对应暂态电势
Figure 390258DEST_PATH_IMAGE166
。
在步骤203，在虚拟阻抗与输出电流环节，基于所述虚拟内电势幅值计算电流内环参考值。
优选地，其中所述在虚拟阻抗与输出电流环节，基于所述虚拟内电势幅值计算电流内环参考值，包括：
Figure 702422DEST_PATH_IMAGE040
，
其中，
Figure 267395DEST_PATH_IMAGE041
和
Figure 306895DEST_PATH_IMAGE042
分别为在d轴和q轴下的电流内环参考值；
Figure 906504DEST_PATH_IMAGE043
和
Figure 389569DEST_PATH_IMAGE044
分别为风机在d轴和q轴的虚拟内电势，
Figure 441839DEST_PATH_IMAGE088
，
Figure 285030DEST_PATH_IMAGE046
，
Figure 739145DEST_PATH_IMAGE039
为虚拟内电势幅值；
Figure 393111DEST_PATH_IMAGE048
和
Figure 932677DEST_PATH_IMAGE049
分别为风机在d轴和q轴的实测端电压；
Figure 579559DEST_PATH_IMAGE089
为支路总阻抗，
Figure 888181DEST_PATH_IMAGE051
和
Figure 713048DEST_PATH_IMAGE090
均为真实阻抗参数，
Figure 474331DEST_PATH_IMAGE091
和
Figure 924904DEST_PATH_IMAGE092
均为虚拟阻抗参数；j表示复数。
结合图3和图6所示，在本发明的实施方式中，在虚拟阻抗与输出电流环节，将前述步骤得到的虚拟内电势
Figure DEST_PATH_IMAGE167
，定位于以虚拟转速旋转的dq轴上，令
Figure 432240DEST_PATH_IMAGE168
、
Figure 818222DEST_PATH_IMAGE046
，并将并网点电压
Figure DEST_PATH_IMAGE169
按虚拟相位角定位于dq轴，得到电压分量
Figure DEST_PATH_IMAGE170
、
Figure DEST_PATH_IMAGE171
，计算输出参考电流为：
Figure DEST_PATH_IMAGE172
，
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE173
和
Figure DEST_PATH_IMAGE174
分别为在d轴和q轴下的电流内环参考值；和分别为风机在d轴和q轴的虚拟内电势，
Figure DEST_PATH_IMAGE175
，
Figure 614271DEST_PATH_IMAGE046
，
Figure 602955DEST_PATH_IMAGE167
为虚拟内电势幅值；和分别为风机在d轴和q轴的实测端电压；
Figure DEST_PATH_IMAGE176
为支路总阻抗，
Figure DEST_PATH_IMAGE177
和
Figure 433639DEST_PATH_IMAGE178
均为真实阻抗参数，
Figure DEST_PATH_IMAGE179
和
Figure DEST_PATH_IMAGE180
均为虚拟阻抗参数；j表示复数。
在本发明的实施方式中，引入虚拟阻抗可用于调节SVG输出的电压-电流特性，增强SVG电压调节能力，同时也可起到变流器过电流保护的作用。
在步骤204，在电流内环控制环节，基于所述电流内环参考值和内电势虚拟相位角确定三相静止坐标系下的参考电压。
优选地，其中所述在电流内环控制环节，基于所述电流内环参考值和内电势虚拟相位角确定三相静止坐标系下的参考电压，包括：
在电流内环控制环节，基于所述电流内环参考值确定内电势控制输出信号，包括：
Figure DEST_PATH_IMAGE181
，
其中，
Figure 662626DEST_PATH_IMAGE182
和
Figure DEST_PATH_IMAGE183
分别为在d轴和q轴下的内电势控制输出信号；
Figure 991976DEST_PATH_IMAGE184
和
Figure DEST_PATH_IMAGE185
分别为在d轴和q轴下的SVG端电压；
Figure 738347DEST_PATH_IMAGE186
和
Figure DEST_PATH_IMAGE187
分别为在d轴和q轴下SVG注入电网的电流实际值；
Figure 469542DEST_PATH_IMAGE188
和
Figure DEST_PATH_IMAGE189
分别为在d轴和q轴下的电流内环参考值；
Figure 541535DEST_PATH_IMAGE190
为SVG输出内电势虚拟角速度；L为输出线路上的电感；
Figure DEST_PATH_IMAGE191
和
Figure 358181DEST_PATH_IMAGE192
分别构成为在q轴和d轴下的电流前馈解耦量；
Figure DEST_PATH_IMAGE193
和
Figure 908242DEST_PATH_IMAGE194
均为电流内环的比例积分控制参数；S为拉普拉斯算子；
基于所述内电势虚拟相位角对所述内电势控制输出信号进行派克反变换，以获取三相静止坐标系下的参考电压。
结合图3和图7所示，在本发明的实施方式中，在电流内环控制环节，实现对SVG输出电流参考值的快速无差跟踪。
首先，采用SVG输出电流偏差控制方式，将电流偏差值进行PI调节并引入交叉耦合项得到电压输出信号，控制方程如下所示：
Figure 166048DEST_PATH_IMAGE093
，
其中，
Figure 923788DEST_PATH_IMAGE182
和
Figure 368676DEST_PATH_IMAGE183
分别为在d轴和q轴下的内电势控制输出信号；
Figure DEST_PATH_IMAGE195
和
Figure 988008DEST_PATH_IMAGE185
分别为在d轴和q轴下的SVG端电压，作为控制解耦量引入；
Figure 959375DEST_PATH_IMAGE196
和
Figure 28962DEST_PATH_IMAGE187
分别为在d轴和q轴下SVG注入电网的电流实际值；
Figure DEST_PATH_IMAGE197
和
Figure 305353DEST_PATH_IMAGE189
分别为在d轴和q轴下的电流内环参考值；
Figure 243222DEST_PATH_IMAGE190
为SVG输出内电势虚拟角速度；L为输出线路上的电感；
Figure 210041DEST_PATH_IMAGE198
和
Figure DEST_PATH_IMAGE199
分别构成为在q轴和d轴下的电流前馈解耦量；
Figure 529158DEST_PATH_IMAGE200
和
Figure 338852DEST_PATH_IMAGE194
均为电流内环的比例积分控制参数；S为拉普拉斯算子。
然后，将获得的电压输出信号
Figure DEST_PATH_IMAGE201
、
Figure 22687DEST_PATH_IMAGE183
按内电势虚拟相位角
Figure 844013DEST_PATH_IMAGE202
进行派克反变换得电压参考波，即得到三相静止坐标系下的参考电压。
在步骤205，基于脉冲宽度调制PWM发生器根据所述参考电压输出的触发脉冲对SVG主电路进行控制。
结合图3所示，在本发明的实施方式中，将得到的三相静止坐标系下的参考电压输入到PWM发生器，通过PWM环节，得到对应的控制信号，对开关管进行有效控制，从而实现对SVG主电路的控制。
本发明区别于传统锁相环定向的静止无功发生器控制，将电网构造型并网变换技术应用于SVG中，引入虚拟惯量和阻尼控制以及响应并网点电压变化的励磁控制，使得SVG可以自产电压幅值与相位，主动响应系统变化，提升SVG在电压和频率波动时的运行稳定性，增强其在新能源场站等并网点处的电压调节能力。通过将电网构造型并网变换技术引入SVG控制中，消除传统dq坐标系下锁相环矢量同步控制的缺陷，利用构网型变流器自产虚拟内电势幅值相位的同步功能和虚拟控制参数获得更宽广的控制范围和更灵活的控制特性。
本发明的构网型变流器控制方法具有控制范围广、灵活性高等特点。目前，将电网构造型并网变换技术运用到SVG中的案例还相对较少。该策略有助于避免SVG锁相环依赖造成被动响应系统变化的劣势；可以有效提升SVG响应并网点电压扰动时的自主支撑能力，提高直流侧稳定强度，更好地进行电压调节，在新能源系统友好并网、高压直流输电等领域发挥重要作用，具有工程实用价值。
图8为根据本发明实施方式的基于构网型变流器的SVG主动支撑控制系统400的结构示意图。如图8所示，本发明实施方式提供的基于构网型变流器的SVG主动支撑控制系统400，包括：直流电压控制与虚拟惯量和阻尼控制模块401、虚拟励磁控制模块402、虚拟电路计算模块403、电流内环控制模块404和PWM调制模块405。
优选地，所述直流电压控制与虚拟惯量和阻尼控制模块401，用于在直流电压控制与虚拟惯量和阻尼控制环节，基于静止无功发生器SVG直流侧的电压实际值获取有功功率参考值，并基于所述有功功率参考值进行虚拟惯量和阻尼控制，确定SVG的内电势虚拟相位角。
优选地，其中所述直流电压控制与虚拟惯量和阻尼控制模块401，基于SVG直流侧的电压实际值获取有功功率参考值，包括：
Figure DEST_PATH_IMAGE203
，
其中，
Figure 583299DEST_PATH_IMAGE204
为SVG需补偿或释放的有功功率参考值；
Figure DEST_PATH_IMAGE205
和
Figure 834283DEST_PATH_IMAGE206
均为PI控制参数；
Figure 113954DEST_PATH_IMAGE207
和
Figure 789786DEST_PATH_IMAGE208
分别为SVG直流侧的电压参考值和电压实际值；S为拉普拉斯算子。
优选地，其中所述直流电压控制与虚拟惯量和阻尼控制模块401，具体用于按照下述公式确定SVG的内电势虚拟相位角：
Figure DEST_PATH_IMAGE209
，
Figure 716285DEST_PATH_IMAGE210
，
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE211
为SVG的内电势虚拟相位角； J为虚拟转动惯量；
Figure 703833DEST_PATH_IMAGE212
为SVG输出内电势虚拟角速度；
Figure DEST_PATH_IMAGE213
为有功功率参考值；
Figure 741190DEST_PATH_IMAGE214
为SVG交流侧实际输出的有功功率；
Figure DEST_PATH_IMAGE215
为系统额定角速度；
Figure 130583DEST_PATH_IMAGE216
为等效虚拟阻尼系数；
Figure DEST_PATH_IMAGE217
为隔直环节时间常数；
Figure 227983DEST_PATH_IMAGE016
和
Figure 968406DEST_PATH_IMAGE017
分别为第一移相环节时间常数和第二移相环节时间常数；
Figure 465246DEST_PATH_IMAGE218
为转速偏差放大倍数；S为拉普拉斯算子；D为虚拟阻尼系数；t为时间。
优选地，所述虚拟励磁控制模块402，用于在虚拟励磁控制环节，基于SVG并网点电压和SVG输出电流确定SVG输出的虚拟内电势幅值。
优选地，其中所述虚拟励磁控制模块402，具体用于按照下述公式确定SVG输出的虚拟电势幅值：
在虚拟励磁控制环节，基于SVG并网点电压和SVG输出电流确定虚拟励磁调压器电压，包括：
Figure 991037DEST_PATH_IMAGE019
，
基于上述虚拟励磁调压器电压进行励磁控制，确定强制空载电动势，包括：
Figure 915130DEST_PATH_IMAGE020
，
基于上述强制空载电动势确定SVG输出的虚拟内电势幅值，包括：
Figure 408429DEST_PATH_IMAGE021
，
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE219
为虚拟励磁调压器电压；
Figure 787589DEST_PATH_IMAGE220
为滤波器时间常数；
Figure DEST_PATH_IMAGE221
为SVG并网点输出电压；
Figure 885995DEST_PATH_IMAGE222
为SVG输出电流；
Figure DEST_PATH_IMAGE223
为调差电阻，
Figure 325197DEST_PATH_IMAGE224
为调差电抗；S为拉普拉斯算子；j表示复数；
Figure DEST_PATH_IMAGE225
为强制空载电动势；
Figure 509054DEST_PATH_IMAGE226
为调节器增益；
Figure DEST_PATH_IMAGE227
为比例积分选择因子；
Figure 691905DEST_PATH_IMAGE228
和
Figure DEST_PATH_IMAGE229
分别为第一电压调节器时间常数和第二电压调节器时间常数；
Figure 910397DEST_PATH_IMAGE230
为虚拟励磁调压器参考电压；
Figure DEST_PATH_IMAGE231
为励磁绕组时间常数；
Figure 520501DEST_PATH_IMAGE232
为暂态电势；
Figure DEST_PATH_IMAGE233
为d轴电流分量；
Figure 191653DEST_PATH_IMAGE234
同步电抗；
Figure DEST_PATH_IMAGE235
为d轴暂态电抗；
Figure 912616DEST_PATH_IMAGE236
为SVG输出的虚拟内电势幅值。
优选地，所述虚拟电路计算模块403，用于在虚拟阻抗与输出电流环节，基于所述虚拟内电势幅值计算电流内环参考值。
优选地，其中所述虚拟电路计算模块403，在虚拟阻抗与输出电流环节，基于所述虚拟内电势幅值计算电流内环参考值，包括：
Figure 392139DEST_PATH_IMAGE040
，
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE237
和
Figure 422412DEST_PATH_IMAGE238
分别为在d轴和q轴下的电流内环参考值；
Figure 862751DEST_PATH_IMAGE043
和
Figure 43197DEST_PATH_IMAGE044
分别为风机在d轴和q轴的虚拟内电势，
Figure DEST_PATH_IMAGE239
，
Figure 236281DEST_PATH_IMAGE240
，
Figure 719346DEST_PATH_IMAGE039
为虚拟内电势幅值；
Figure 506036DEST_PATH_IMAGE048
和
Figure 614807DEST_PATH_IMAGE049
分别为风机在d轴和q轴的实测端电压；
Figure DEST_PATH_IMAGE241
为支路总阻抗，
Figure 413130DEST_PATH_IMAGE051
和
Figure 191730DEST_PATH_IMAGE090
均为真实阻抗参数，
Figure 590350DEST_PATH_IMAGE091
和
Figure DEST_PATH_IMAGE242
均为虚拟阻抗参数；j表示复数。
优选地，所述电流内环控制模块404，用于在电流内环控制环节，基于所述电流内环参考值和内电势虚拟相位角确定三相静止坐标系下的参考电压。
优选地，其中所述电流内环控制模块404，在电流内环控制环节，基于所述电流内环参考值和内电势虚拟相位角确定三相静止坐标系下的参考电压，包括：
在电流内环控制环节，基于所述电流内环参考值确定内电势控制输出信号，包括：
Figure 456806DEST_PATH_IMAGE093
，
其中，
Figure 765428DEST_PATH_IMAGE182
和
Figure 839563DEST_PATH_IMAGE183
分别为在d轴和q轴下的内电势控制输出信号；
Figure 866425DEST_PATH_IMAGE195
和
Figure 802151DEST_PATH_IMAGE185
分别为在d轴和q轴下的SVG端电压；
Figure 230858DEST_PATH_IMAGE186
和
Figure 475895DEST_PATH_IMAGE187
分别为在d轴和q轴下SVG注入电网的电流实际值；
Figure 458894DEST_PATH_IMAGE188
和
Figure 210030DEST_PATH_IMAGE189
分别为在d轴和q轴下的电流内环参考值；
Figure 493244DEST_PATH_IMAGE190
为SVG输出内电势虚拟角速度；L为输出线路上的电感；
Figure 909181DEST_PATH_IMAGE191
和
Figure 645056DEST_PATH_IMAGE192
分别构成为在q轴和d轴下的电流前馈解耦量；
Figure 188164DEST_PATH_IMAGE200
和
Figure 325885DEST_PATH_IMAGE194
均为电流内环的比例积分控制参数；S为拉普拉斯算子；
基于所述内电势虚拟相位角对所述内电势控制输出信号进行派克反变换，以获取三相静止坐标系下的参考电压。
优选地，所述PWM调制模块405，用于基于脉冲宽度调制PWM发生器根据所述参考电压输出的触发脉冲对SVG主电路进行控制。
本发明的实施例的基于构网型变流器的SVG主动支撑控制系统400与本发明的另一个实施例的基于构网型变流器的SVG主动支撑控制方法200相对应，在此不再赘述。
基于本发明的另一方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现一种基于构网型变流器的SVG主动支撑控制方法中任一项的步骤。
基于本发明的另一方面，本发明提供一种电子设备，包括：上述的计算机可读存储介质；以及一个或多个处理器，用于执行所述计算机可读存储介质中的程序。
已经通过参考少量实施方式描述了本发明。然而，本领域技术人员所公知的，正如附带的专利权利要求所限定的，除了本发明以上公开的其他的实施例等同地落在本发明的范围内。
通常地，在权利要求中使用的所有术语都根据他们在技术领域的通常含义被解释，除非在其中被另外明确地定义。所有的参考“一个/所述/该[装置、组件等]”都被开放地解释为所述装置、组件等中的至少一个实例，除非另外明确地说明。这里公开的任何方法的步骤都没必要以公开的准确的顺序运行，除非明确地说明。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于构网型变流器的SVG主动支撑控制方法，其特征在于，所述方法包括：
在直流电压控制与虚拟惯量和阻尼控制环节，基于静止无功发生器SVG直流侧的电压实际值获取有功功率参考值，并基于所述有功功率参考值进行虚拟惯量和阻尼控制，确定SVG的内电势虚拟相位角；
在虚拟励磁控制环节，基于SVG并网点电压和SVG输出电流确定SVG输出的虚拟内电势幅值；
在虚拟阻抗与输出电流环节，基于所述虚拟内电势幅值计算电流内环参考值；
在电流内环控制环节，基于所述电流内环参考值和内电势虚拟相位角确定三相静止坐标系下的参考电压；
基于脉冲宽度调制PWM发生器根据所述参考电压输出的触发脉冲对SVG主电路进行控制；
其中，所述基于所述有功功率参考值进行虚拟惯量和阻尼控制，确定SVG的内电势虚拟相位角，包括：
Figure 718945DEST_PATH_IMAGE001
，
Figure 951972DEST_PATH_IMAGE002
，
其中，
Figure 817160DEST_PATH_IMAGE003
为SVG的内电势虚拟相位角； J为虚拟转动惯量；
Figure 893700DEST_PATH_IMAGE004
为SVG输出内电势虚拟角速度；
Figure 664079DEST_PATH_IMAGE005
为有功功率参考值；
Figure 913795DEST_PATH_IMAGE006
为SVG交流侧实际输出的有功功率；
Figure 836752DEST_PATH_IMAGE007
为系统额定角速度；
Figure 146510DEST_PATH_IMAGE008
为等效虚拟阻尼系数；
Figure 905650DEST_PATH_IMAGE009
为隔直环节时间常数；
Figure 959057DEST_PATH_IMAGE010
和
Figure 736520DEST_PATH_IMAGE011
分别为第一移相环节时间常数和第二移相环节时间常数；
Figure 217180DEST_PATH_IMAGE012
为转速偏差放大倍数；S为拉普拉斯算子；D为虚拟阻尼系数；t为时间；
其中，所述在虚拟励磁控制环节，基于SVG并网点电压和SVG输出电流确定SVG输出的虚拟内电势幅值，包括：
在虚拟励磁控制环节，基于SVG并网点电压和SVG输出电流确定虚拟励磁调压器电压，包括：
Figure 696571DEST_PATH_IMAGE013
，
基于上述虚拟励磁调压器电压进行励磁控制，确定强制空载电动势，包括：
Figure 491352DEST_PATH_IMAGE014
，
基于上述强制空载电动势确定SVG输出的虚拟内电势幅值，包括：
Figure 185639DEST_PATH_IMAGE015
，
其中，
Figure 522686DEST_PATH_IMAGE016
为虚拟励磁调压器电压；
Figure 505685DEST_PATH_IMAGE017
为滤波器时间常数；
Figure 900894DEST_PATH_IMAGE018
为SVG并网点输出电压；
Figure 636638DEST_PATH_IMAGE019
为SVG输出电流；
Figure 662363DEST_PATH_IMAGE020
为调差电阻，
Figure 929396DEST_PATH_IMAGE021
为调差电抗；S为拉普拉斯算子；j表示复数；
Figure 816712DEST_PATH_IMAGE022
为强制空载电动势；
Figure 220011DEST_PATH_IMAGE023
为调节器增益；
Figure 416638DEST_PATH_IMAGE024
为比例积分选择因子；
Figure 170967DEST_PATH_IMAGE025
和
Figure 94929DEST_PATH_IMAGE026
分别为第一电压调节器时间常数和第二电压调节器时间常数；
Figure 618315DEST_PATH_IMAGE027
为虚拟励磁调压器参考电压；
Figure 985842DEST_PATH_IMAGE028
为励磁绕组时间常数；
Figure 961888DEST_PATH_IMAGE029
为暂态电势；
Figure 188077DEST_PATH_IMAGE030
为d轴电流分量；
Figure 769231DEST_PATH_IMAGE031
为同步电抗；
Figure 104397DEST_PATH_IMAGE032
为d轴暂态电抗；
Figure 20270DEST_PATH_IMAGE033
为SVG输出的虚拟内电势幅值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于静止无功发生器SVG直流侧的电压实际值获取有功功率参考值，包括：
Figure 99084DEST_PATH_IMAGE034
，
其中，
Figure 534745DEST_PATH_IMAGE035
为SVG需补偿或释放的有功功率参考值；
Figure 40812DEST_PATH_IMAGE036
和
Figure 945446DEST_PATH_IMAGE037
均为PI控制参数；
Figure 827951DEST_PATH_IMAGE038
和
Figure 118118DEST_PATH_IMAGE039
分别为SVG直流侧的电压参考值和电压实际值；S为拉普拉斯算子。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在虚拟阻抗与输出电流环节，基于所述虚拟内电势幅值计算电流内环参考值，包括：
Figure 247617DEST_PATH_IMAGE040
，
其中，
Figure 685551DEST_PATH_IMAGE041
和
Figure 43852DEST_PATH_IMAGE042
分别为在d轴和q轴下的电流内环参考值；
Figure 516421DEST_PATH_IMAGE043
和
Figure 49777DEST_PATH_IMAGE044
分别为风机在d轴和q轴的虚拟内电势，
Figure 975008DEST_PATH_IMAGE045
，
Figure 136999DEST_PATH_IMAGE046
，
Figure 651026DEST_PATH_IMAGE033
为虚拟内电势幅值；
Figure 935377DEST_PATH_IMAGE047
和
Figure 285587DEST_PATH_IMAGE048
分别为在d轴和q轴下的SVG端电压；
Figure 48006DEST_PATH_IMAGE049
为支路总阻抗，
Figure 918004DEST_PATH_IMAGE050
和
Figure 310940DEST_PATH_IMAGE051
均为真实阻抗参数，
Figure 210763DEST_PATH_IMAGE052
和
Figure 963824DEST_PATH_IMAGE053
均为虚拟阻抗参数；j表示复数。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在电流内环控制环节，基于所述电流内环参考值和内电势虚拟相位角确定三相静止坐标系下的参考电压，包括：
在电流内环控制环节，基于所述电流内环参考值确定内电势控制输出信号，包括：
Figure 999913DEST_PATH_IMAGE054
，
其中，
Figure 563749DEST_PATH_IMAGE055
和
Figure 950868DEST_PATH_IMAGE056
分别为在d轴和q轴下的内电势控制输出信号；
Figure 740577DEST_PATH_IMAGE057
和
Figure 896751DEST_PATH_IMAGE058
分别为在d轴和q轴下的SVG端电压；
Figure 631489DEST_PATH_IMAGE059
和
Figure 427276DEST_PATH_IMAGE060
分别为在d轴和q轴下SVG注入电网的电流实际值；
Figure 600768DEST_PATH_IMAGE061
和
Figure 549133DEST_PATH_IMAGE062
分别为在d轴和q轴下的电流内环参考值；
Figure 517089DEST_PATH_IMAGE063
为SVG输出内电势虚拟角速度；L为输出线路上的电感；
Figure 301636DEST_PATH_IMAGE064
和
Figure 747661DEST_PATH_IMAGE065
分别构成为在q轴和d轴下的电流前馈解耦量；
Figure 816111DEST_PATH_IMAGE066
和
Figure 954968DEST_PATH_IMAGE067
均为电流内环的比例积分控制参数；S为拉普拉斯算子；
基于所述内电势虚拟相位角对所述内电势控制输出信号进行派克反变换，以获取三相静止坐标系下的参考电压。
5.一种基于构网型变流器的SVG主动支撑控制系统，其特征在于，所述系统包括：
直流电压控制与虚拟惯量和阻尼控制模块，用于在直流电压控制与虚拟惯量和阻尼控制环节，基于静止无功发生器SVG直流侧的电压实际值获取有功功率参考值，并基于所述有功功率参考值进行虚拟惯量和阻尼控制，确定SVG的内电势虚拟相位角；
虚拟励磁控制模块，用于在虚拟励磁控制环节，基于SVG并网点电压和SVG输出电流确定SVG输出的虚拟内电势幅值；
虚拟电路计算模块，用于在虚拟阻抗与输出电流环节，基于所述虚拟内电势幅值计算电流内环参考值；
电流内环控制模块，用于在电流内环控制环节，基于所述电流内环参考值和内电势虚拟相位角确定三相静止坐标系下的参考电压；
PWM调制模块，用于基于脉冲宽度调制PWM发生器根据所述参考电压输出的触发脉冲对SVG主电路进行控制；
其中，所述直流电压控制与虚拟惯量和阻尼控制模块，具体用于按照下述公式确定SVG的内电势虚拟相位角：
Figure 725347DEST_PATH_IMAGE068
，
Figure 975063DEST_PATH_IMAGE069
，
其中，
Figure 898019DEST_PATH_IMAGE003
为SVG的内电势虚拟相位角； J为虚拟转动惯量；
Figure 207778DEST_PATH_IMAGE004
为SVG输出内电势虚拟角速度；
Figure 963988DEST_PATH_IMAGE005
为有功功率参考值；
Figure 17395DEST_PATH_IMAGE006
为SVG交流侧实际输出的有功功率；
Figure 794858DEST_PATH_IMAGE007
为系统额定角速度；
Figure 275518DEST_PATH_IMAGE008
为等效虚拟阻尼系数；
Figure 754910DEST_PATH_IMAGE009
为隔直环节时间常数；
Figure 612007DEST_PATH_IMAGE010
和
Figure 243977DEST_PATH_IMAGE011
分别为第一移相环节时间常数和第二移相环节时间常数；
Figure 895538DEST_PATH_IMAGE012
为转速偏差放大倍数；S为拉普拉斯算子；D为虚拟阻尼系数；t为时间；
其中，所述虚拟励磁控制模块，具体用于按照下述公式确定SVG输出的虚拟电势幅值：
在虚拟励磁控制环节，基于SVG并网点电压和SVG输出电流确定虚拟励磁调压器电压，包括：
Figure 629270DEST_PATH_IMAGE013
，
基于上述虚拟励磁调压器电压进行励磁控制，确定强制空载电动势，包括：
Figure 24479DEST_PATH_IMAGE014
，
基于上述强制空载电动势确定SVG输出的虚拟内电势幅值，包括：
Figure 510955DEST_PATH_IMAGE015
，
其中，
Figure 598997DEST_PATH_IMAGE070
为虚拟励磁调压器电压；
Figure 52981DEST_PATH_IMAGE071
为滤波器时间常数；
Figure 986302DEST_PATH_IMAGE072
为SVG并网点输出电压；
Figure 592864DEST_PATH_IMAGE073
为SVG输出电流；
Figure 851807DEST_PATH_IMAGE074
为调差电阻，
Figure 26043DEST_PATH_IMAGE075
为调差电抗；S为拉普拉斯算子；j表示复数；
Figure 28634DEST_PATH_IMAGE022
为强制空载电动势；
Figure 489702DEST_PATH_IMAGE076
为调节器增益；
Figure 653967DEST_PATH_IMAGE077
为比例积分选择因子；
Figure 82543DEST_PATH_IMAGE025
和
Figure 623246DEST_PATH_IMAGE026
分别为第一电压调节器时间常数和第二电压调节器时间常数；
Figure 938821DEST_PATH_IMAGE027
为虚拟励磁调压器参考电压；
Figure 227982DEST_PATH_IMAGE028
为励磁绕组时间常数；
Figure 691325DEST_PATH_IMAGE029
为暂态电势；
Figure 35718DEST_PATH_IMAGE030
为d轴电流分量；
Figure 471379DEST_PATH_IMAGE031
为同步电抗；
Figure 164397DEST_PATH_IMAGE032
为d轴暂态电抗；
Figure 380615DEST_PATH_IMAGE078
为SVG输出的虚拟内电势幅值。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述直流电压控制与虚拟惯量和阻尼控制模块，具体用于：
Figure 200803DEST_PATH_IMAGE079
，
其中，
Figure 553287DEST_PATH_IMAGE080
为SVG需补偿或释放的有功功率参考值；
Figure 915742DEST_PATH_IMAGE081
和
Figure 353677DEST_PATH_IMAGE082
均为PI控制参数；
Figure 977556DEST_PATH_IMAGE083
和
Figure 184546DEST_PATH_IMAGE084
分别为SVG直流侧的电压参考值和电压实际值；S为拉普拉斯算子。
7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述虚拟电路计算模块，在虚拟阻抗与输出电流环节，基于所述虚拟内电势幅值计算电流内环参考值，包括：
Figure 484947DEST_PATH_IMAGE040
，
其中，
Figure 410177DEST_PATH_IMAGE041
和
Figure 572168DEST_PATH_IMAGE042
分别为在d轴和q轴下的电流内环参考值；
Figure 899244DEST_PATH_IMAGE043
和
Figure 872011DEST_PATH_IMAGE044
分别为风机在d轴和q轴的虚拟内电势，
Figure 18958DEST_PATH_IMAGE045
，
Figure 984640DEST_PATH_IMAGE046
，
Figure 166223DEST_PATH_IMAGE033
为虚拟内电势幅值；
Figure 808426DEST_PATH_IMAGE047
和
Figure 708249DEST_PATH_IMAGE048
分别为在d轴和q轴下的SVG端电压；
Figure 212042DEST_PATH_IMAGE049
为支路总阻抗，
Figure 248131DEST_PATH_IMAGE050
和
Figure 583208DEST_PATH_IMAGE051
均为真实阻抗参数，
Figure 704748DEST_PATH_IMAGE052
和
Figure 12233DEST_PATH_IMAGE053
均为虚拟阻抗参数；j表示复数。
8.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述电流内环控制模块，在电流内环控制环节，基于所述电流内环参考值和内电势虚拟相位角确定三相静止坐标系下的参考电压，包括：
在电流内环控制环节，基于所述电流内环参考值确定内电势控制输出信号，包括：
Figure 168407DEST_PATH_IMAGE054
，
其中，
Figure 152413DEST_PATH_IMAGE055
和
Figure 698932DEST_PATH_IMAGE056
分别为在d轴和q轴下的内电势控制输出信号；
Figure 606845DEST_PATH_IMAGE057
和
Figure 305942DEST_PATH_IMAGE058
分别为在d轴和q轴下的SVG端电压；
Figure 273898DEST_PATH_IMAGE059
和
Figure 307713DEST_PATH_IMAGE060
分别为在d轴和q轴下SVG注入电网的电流实际值；
Figure 19317DEST_PATH_IMAGE061
和
Figure 337035DEST_PATH_IMAGE062
分别为在d轴和q轴下的电流内环参考值；
Figure 475892DEST_PATH_IMAGE004
为SVG输出内电势虚拟角速度；L为输出线路上的电感；
Figure 731424DEST_PATH_IMAGE064
和
Figure 246719DEST_PATH_IMAGE065
分别构成为在q轴和d轴下的电流前馈解耦量；
Figure 917478DEST_PATH_IMAGE085
和
Figure 227237DEST_PATH_IMAGE086
均为电流内环的比例积分控制参数；S为拉普拉斯算子；
基于所述内电势虚拟相位角对所述内电势控制输出信号进行派克反变换，以获取三相静止坐标系下的参考电压。
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-4中任一项所述方法的步骤。
10. 一种电子设备，其特征在于，包括：
权利要求9中所述的计算机可读存储介质；以及
一个或多个处理器，用于执行所述计算机可读存储介质中的程序。
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