CN115173472A - 一种新型风电光伏并网换流器混合控制方法及系统 - Google Patents

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CN115173472A CN202210862917.7A CN202210862917A CN115173472A CN 115173472 A CN115173472 A CN 115173472A CN 202210862917 A CN202210862917 A CN 202210862917A CN 115173472 A CN115173472 A CN 115173472A
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Abstract

本发明涉及新能源发电控制技术领域，尤其涉及一种新型风电光伏并网换流器混合控制方法及系统，包括：构建外环为直流电压‑无功功率的跟网型外环控制策略，并引入GFL控制参与系数；构建跟网型内环控制策略，并引入GFL控制参与系数，获取GFL控制电压参考值；构建加入稳定控制策略的直流电压‑频率下垂的构网型控制策略，并引入GFM控制参与系数，得到GFM控制参考值；对GFL控制电压参考值和GFM控制参考值进行合成，得到换流器输出三相电压参考值。本发明将GFL和GFM两种控制方式混合，并通过引入参与系数实现了参与比例可调的换流器混合控制策略，从而较好地协调换流器的响应速度与稳定性，保证换流器稳定运行。

Description

一种新型风电光伏并网换流器混合控制方法及系统
技术领域
本发明涉及新能源发电控制技术领域，尤其涉及一种新型风电光伏并网换流器混合控制方法及系统。
背景技术
随着技术的不断发展，以风电光伏为重点的新能源渗透率逐渐增大，电力电子装置也随之大量接入电网，然而大量的电力电子设备接入使得电网强度愈发降低，并网点电网易产生波动，从而对换流器稳定性产生一定影响。
目前，新能源并网换流器多采用跟网型(Grid-following,GFL)控制策略，GFL控制策略一般采用锁相环(Phase Locked Loop，PLL)对电网频率及相位进行跟踪并对新能源进行最大功率追踪(Maximum Power Point Tracking，MPPT)，GFL型换流器具有响应速度快、发电效率高、能够适应新能源出力、具有随机性和波动性的特点，其能够快速响应功率变化，但是在弱网条件下，由于并网点电压会出现扰动，从而导致GFL型换流器的稳定性受到影响，而构网型(Grid-forming，GFM)控制策略因没有锁相环结构，端口频率特性无负阻抗区间，直接对换流器的电压幅值及频率进行控制，相对于GFL控制策略，GFM控制策略在弱网下稳定性更强，但由于其没有内环电流控制结构，导致响应速度较慢。
为了克服电网强度变化带来的稳定性问题，当前研究多采用对跟网型控制策略进行改进或改用构网型控制策略，但同时也降低了系统响应速度，影响了新能源发电效率，目前缺乏对兼顾响应速度和稳定性的控制策略的研究。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新型风电光伏并网换流器混合控制方法及系统，以提供一种含有GFL和GFM两种控制方式的混合控制策略，并通过引入参与系数较好地协调换流器响应速度和稳定性。
为解决以上技术问题，本发明提供了一种新型风电光伏并网换流器混合控制方法及系统。
第一方面，本发明提供了一种新型风电光伏并网换流器混合控制方法，所述方法包括以下步骤：
实时获取换流器并网数据；所述换流器并网数据包括并网点三相电压和并网点三相电流；
构建外环为直流电压-无功功率的跟网型外环控制策略，并引入GFL控制参与系数，根据换流器并网数据获取网侧换流器输出电流dq轴分量参考值；
构建跟网型内环控制策略，并引入GFL控制参与系数，基于所述网侧换流器输出电流dq轴分量参考值获取GFL控制电压参考值；
构建加入稳定控制策略的直流电压-频率下垂的构网型控制策略，并引入GFM控制参与系数，得到GFM控制参考值；所述GFM控制参考值包括GFM控制电压幅值和GFM控制相位；
引入GFL控制参与系数和GFM控制参与系数，对GFL控制电压参考值和GFM控制参考值进行合成，得到换流器输出三相电压参考值。
在进一步的实施方案中，所述跟网型外环控制策略具体为：
Figure BDA0003757729680000021
式中，
Figure BDA0003757729680000022
分别为网侧换流器输出电流dq轴分量参考值；kpgd、kigd、kpgq、kigq为PI控制参数；
Figure BDA0003757729680000023
为直流电压参考值；udc为直流电压实际值；
Figure BDA0003757729680000024
为换流器输出无功功率参考值；Qg为换流器输出无功功率；kGFL为GFL控制参与系数，取值范围为0.5≤kGFL≤1。
在进一步的实施方案中，所述构建外环为直流电压-无功功率的跟网型外环控制策略，并引入GFL控制参与系数，根据换流器并网数据获取网侧换流器输出电流dq轴分量参考值的步骤包括：
所述并网点三相电压和所述并网点三相电流通过锁相环后，得到电网相位；
基于所述电网相位，将所述并网点三相电压和所述并网点三相电流进行派克变换，得到并网点电压dq轴分量、并网点电流dq轴分量；
根据所述并网点三相电压和所述并网点三相电流，得到换流器输出无功功率；
基于所述换流器输出无功功率，构建外环为直流电压-无功功率的跟网型外环控制策略，并引入GFL控制参与系数，得到网侧换流器输出电流dq轴分量参考值。
在进一步的实施方案中，所述构建跟网型内环控制策略，并引入GFL控制参与系数，基于所述网侧换流器输出电流dq轴分量参考值获取GFL控制电压参考值的步骤包括：
将GFL控制参与系数与并网点电流dq轴分量相乘，得到并网点电流dq轴参与分量；
将所述网侧换流器输出电流dq轴分量参考值、所述并网点电压dq轴分量和所述并网点电流dq轴参与分量输入内环，通过内环得到GFL控制电压参考值。
在进一步的实施方案中，所述构建加入稳定控制策略的直流电压-频率下垂的构网型控制策略，并引入GFM控制参与系数，得到GFM控制参考值的步骤包括：
对GFM相位控制部分采取直流电压-频率下垂控制策略，并引入GFM控制参与系数，得到GFM控制相位；
对GFM幅值控制部分采取稳定控制策略，并引入GFM控制参与系数，得到GFM控制电压幅值；
其中，所述直流电压-频率下垂控制策略的表达式为：
Figure BDA0003757729680000031
式中，
Figure BDA0003757729680000041
为GFM控制频率标幺值；kdc为下垂系数；kGFM为GFM控制参与系数；udc为直流电压实际值；
Figure BDA0003757729680000042
为直流电压参考值；
Figure BDA0003757729680000043
为网侧角速度基值；ωGFM为GFM控制得到角速度；θGFM为GFM控制相位；
Figure BDA0003757729680000044
为电网频率标幺值；
所述稳定控制策略的表达式为：
Figure BDA0003757729680000045
式中，uGFM为GFM控制电压幅值；T为高通滤波器时间常数；kup、kui为PI控制参数；kpss为稳定控制系数；
Figure BDA0003757729680000046
为高通滤波器经过拉普拉斯变换后在s域的表达式；
Figure BDA0003757729680000047
为电网电压幅值额定值。
在进一步的实施方案中，所述引入GFL控制参与系数和GFM控制参与系数，对GFL控制电压参考值和GFM控制参考值进行合成，得到换流器输出三相电压参考值的步骤包括：
对所述GFL控制电压参考值进行反派克变换，得到GFL三相合成电压；
将所述GFM控制电压幅值和所述GFM控制相位变换至abc三相坐标系下，得到GFM三相合成电压；
引入所述GFL控制参与系数和所述GFM控制参与系数，根据所述GFL三相合成电压和所述GFM三相合成电压，得到换流器输出三相电压参考值。
在进一步的实施方案中，所述换流器输出三相电压参考值的计算公式为：
ucabc＝kGFLuGFL-abc+kGFMuGFM-abc
式中，ucabc为换流器输出三相电压参考值；kGFL为GFL控制参与系数；uGFL-abc为GFL三相合成电压，即GFL控制电压参考值在三相静止坐标系下的值；uGFM-abc为GFM三相合成电压。
第二方面，本发明提供了一种新型风电光伏并网换流器混合控制系统，所述系统包括：
并网数据获取模块，用于实时获取换流器并网数据；所述换流器并网数据包括并网点三相电压和并网点三相电流；
跟网型外环控制模块，用于构建外环为直流电压-无功功率的跟网型外环控制策略，并引入GFL控制参与系数，根据换流器并网数据获取网侧换流器输出电流dq轴分量参考值；
跟网型内环控制模块，用于构建跟网型内环控制策略，并引入GFL控制参与系数，基于所述网侧换流器输出电流dq轴分量参考值获取GFL控制电压参考值；
构网型控制模块，用于构建加入稳定控制策略的直流电压-频率下垂的构网型控制策略，并引入GFM控制参与系数，得到GFM控制参考值；所述GFM控制参考值包括GFM控制电压幅值和GFM控制相位；
三相电压获取模块，用于引入GFL控制参与系数和GFM控制参与系数，对GFL控制电压参考值和GFM控制参考值进行合成，得到换流器输出三相电压参考值。
第三方面，本发明还提供了一种计算机设备，包括处理器和存储器，所述处理器与所述存储器相连，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于执行所述存储器中存储的计算机程序，以使得所述计算机设备执行实现上述方法的步骤。
第四方面，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述方法的步骤。
本发明提供了一种新型风电光伏并网换流器混合控制方法及系统，所述方法能够兼顾控制策略的快速性与稳定性，在强网下提高跟网型参与系数，增强控制系统的响应速度，同时也保留一定的构网型参与度，以增强系统稳定性；在弱网下提高构网型参与系数，提高控制系统的稳定性，同时也保留一定的跟网型参与度，以提高系统的响应速度，能够较好地协调换流器响应速度和稳定性。与现有技术相比，该方法具有兼顾响应速度和稳定性，并能够实现参与比例可调的换流器控制策略，以灵活适应电网强弱变化和新能源出力波动的优点。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种新型风电光伏并网换流器混合控制方法流程示意图；
图2是本发明实施例提供的跟网型/构网型混合控制策略整体应用示意图；
图3是本发明实施例提供的跟网型/构网型混合控制策略具体结构示意图；
图4是本发明实施例提供的跟网型控制结构内环结构示意图；
图5是本发明实施例提供的GFL、GFM控制策略分别在换流器中的运行图；
图6是本发明实施例提供的跟网型控制参与系数kGFL＝1时的仿真波形图；
图7是本发明实施例提供的跟网型控制参与系数kGFL＝0.75时的仿真波形图；
图8是本发明实施例提供的跟网型控制参与系数kGFL＝0.5时的仿真波形图；
图9是本发明实施例提供的跟网型控制参与系数kGFL＝1、0.75、0.5时并网点三相电压波形图；
图10是本发明实施例提供的跟网型控制参与系数kGFL＝1、0.75、0.5时并网点三相电流波形图；
图11是本发明实施例提供的跟网型控制参与系数kGFL变化时的跟网型d轴电流仿真波形图；
图12是本发明实施例提供的跟网型控制参与系数kGFL变化时的跟网型q轴电流仿真波形图；
图13是本发明实施例提供的新型风电光伏并网换流器混合控制系统框图；
图14是本发明实施例提供的计算机设备的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图具体阐明本发明的实施方式，实施例的给出仅仅是为了说明目的，并不能理解为对本发明的限定，包括附图仅供参考和说明使用，不构成对本发明专利保护范围的限制，因为在不脱离本发明精神和范围基础上，可以对本发明进行许多改变。
参考图1，本发明实施例提供了一种新型风电光伏并网换流器混合控制方法，如图1所示，该方法包括以下步骤：
S1.实时获取换流器并网数据；所述换流器并网数据包括并网点三相电压ua、ub、uc和并网点三相电流ia、ib、ic。
S2.构建外环为直流电压-无功功率的跟网型外环控制策略，并引入GFL控制参与系数，根据换流器并网数据获取网侧换流器输出电流dq轴分量参考值。
在一个实施例中，所述构建外环为直流电压-无功功率的跟网型外环控制策略，并引入GFL控制参与系数，根据换流器并网数据获取网侧换流器输出电流dq轴分量参考值的步骤包括：
S201.所述并网点三相电压ua、ub、uc和所述并网点三相电流ia、ib、ic通过锁相环PLL后，得到电网相位θg；
S202.基于所述电网相位，将所述并网点三相电压和所述并网点三相电流进行派克变换，得到并网点电压dq轴分量、并网点电流dq轴分量；
其中，所述并网点电压dq轴分量的计算公式为：
Figure BDA0003757729680000071
式中，ua、ub、uc为并网点三相电压；ud、uq分别为并网点电压d、q轴分量；θg为电网相位；
所述并网点电流dq轴分量的计算公式为：
Figure BDA0003757729680000072
式中，ia、ib、ic为并网点三相电流；id、iq为并网点电流d、q轴分量；
S203.根据所述并网点三相电压和所述并网点三相电流，得到换流器输出无功功率；
需要说明的是，本实施例中测量换流器输出无功功率方法很多，本领域技术人员可根据具体实施情况选取测量无功功率θg的方法，不局限于本实施例，本实施例仅示例说明一种测量方法：
Figure BDA0003757729680000081
S204.基于所述换流器输出无功功率，构建外环为直流电压-无功功率的跟网型外环控制策略，并引入GFL控制参与系数，得到网侧换流器输出电流dq轴分量参考值。
在一个实施例中，所述跟网型外环控制策略的表达式具体为：
Figure BDA0003757729680000082
式中，
Figure BDA0003757729680000083
分别为网侧换流器输出电流dq轴分量参考值；kpgd、kigd、kpgq、kigq为PI控制参数；
Figure BDA0003757729680000084
为直流电压参考值；udc为直流电压实际值；
Figure BDA0003757729680000085
为换流器输出无功功率参考值；Qg为换流器输出无功功率；kGFL为GFL控制参与系数，取值范围为0.5≤kGFL≤1，GFL控制参与系数kGFL越大，说明该策略对应的控制功率越大，参与程度越高。
在本实施例中，GFL控制参与系数kGFL取值与电网短路比有关，电网短路比SCR的具体表达式为：
Figure BDA0003757729680000086
式中，UN为电网额定电压；Sg为电网额定功率；Zg为从并网点看入电网的等效阻抗，短路比越大，说明电网强度越强，反之，短路比越小，说明电网强度越弱。
若电网短路比SCR取值在3以下，则可以认为此时为弱电网，电网强度越弱换流器的稳定性就越差；为了协调换流器的快速性和稳定性，使其可以在弱网下表现出更强的稳定性，在SCR较小时，kGFL取值也较小，目的是减小GFL控制策略的参与程度，增加在弱网下更为稳定的GFM控制策略的参与程度；在SCR较大时，kGFL取值也较大，目的是增大GFL控制策略参与程度，提高换流器响应速度，使其快速响应新能源出力变化，提高经济性。
需要说明的是，以下对跟网型外环控制策略的原理进行说明，对跟网型外环控制策略的表达式进行变形可得：
Figure BDA0003757729680000091
由变形后的跟网型外环控制策略表达式可知，改进后的GFL控制器可以实现对于换流器的总输出功率Qg中的kGFLQg部分实现无差控制，稳态下GFL控制器控制无功功率应为
Figure BDA0003757729680000092
实现了部分无功控制；为即仅对在直流电压为udc分压为kGFLudc的电容电压进行控制，使之电压值为
Figure BDA0003757729680000093
如此，便实现了跟网型外环控制策略仅对部分电压进行控制这一目标。
S3.构建跟网型内环控制策略，并引入GFL控制参与系数，基于所述网侧换流器输出电流dq轴分量参考值获取GFL控制电压参考值。
在一个实施例中，所述构建跟网型内环控制策略，并引入GFL控制参与系数，基于所述网侧换流器输出电流dq轴分量参考值获取GFL控制电压参考值的步骤包括：
将GFL控制参与系数与并网点电流dq轴分量相乘，得到并网点电流dq轴参与分量kGFLid、kGFLiq；
将所述网侧换流器输出电流dq轴分量参考值、所述并网点电压dq轴分量和所述并网点电流dq轴参与分量输入内环，通过内环得到GFL控制电压参考值
Figure BDA0003757729680000094
S4.构建加入稳定控制策略的直流电压-频率下垂的构网型控制策略，并引入GFM控制参与系数，得到GFM控制参考值；所述GFM控制参考值包括GFM控制电压幅值和GFM控制相位。
在一个实施例中，所述构建加入稳定控制策略的直流电压-频率下垂的构网型控制策略，并引入GFM控制参与系数，得到GFM控制参考值的步骤包括：
对GFM相位控制部分采取直流电压-频率下垂控制策略，并引入GFM控制参与系数，得到GFM控制相位；
对GFM幅值控制部分采取稳定控制策略，并引入GFM控制参与系数，得到GFM控制电压幅值。
其中，所述直流电压-频率下垂控制策略的表达式为：
Figure BDA0003757729680000101
式中，
Figure BDA0003757729680000102
为GFM控制频率标幺值；kdc为下垂系数；kGFM为GFM控制参与系数；udc为直流电压实际值；
Figure BDA0003757729680000103
为直流电压参考值；
Figure BDA0003757729680000104
为网侧角速度基值；ωGFM为GFM控制得到角速度；θGFM为GFM控制相位；
Figure BDA0003757729680000105
为电网频率标幺值。
在本实施例中，GFM控制参与系数kGFM与GFL控制参与系数kGFL关系为：
kGFM+kGFL＝1
需要说明的是，以下对构网型直流电压-频率下垂控制策略的原理进行说明，对直流电压-频率下垂控制策略的表达式进行变形可得：
Figure BDA0003757729680000106
由变形后的直流电压-频率下垂控制策略可知，其仅对在直流电压为udc分压为kGFMudc的电容电压进行控制，使之电压值为
Figure BDA0003757729680000107
如此，便实现了跟网型控制策略仅对部分电压进行控制这一目标。
在一个实施例中，所述稳定控制策略的表达式为：
Figure BDA0003757729680000108
式中，uGFM为GFM控制电压幅值；T为高通滤波器时间常数；kup、kui为PI控制参数；kpss为稳定控制系数；
Figure BDA0003757729680000109
为高通滤波器经过拉普拉斯变换后在s域的表达式；
Figure BDA00037577296800001010
为电网电压幅值额定值。
本实施例针对GFM幅值控制部分，采用引入GFM控制参与系数的无功无差控制，同时引入稳定控制策略，使直流侧电压通过高通滤波器并经过稳定控制系数的增益，再与GFM控制电压调制幅值相加，得到GFM控制电压幅值。
S5.引入GFL控制参与系数和GFM控制参与系数，对GFL控制电压参考值和GFM控制参考值进行合成，得到换流器输出三相电压参考值。
在一个实施例中，所述引入GFL控制参与系数和GFM控制参与系数，对GFL控制电压参考值和GFM控制参考值进行合成，得到换流器输出三相电压参考值的步骤包括：
S501.对所述GFL控制电压参考值进行反派克变换，得到GFL三相合成电压；其中，所述GFL三相合成电压的计算公式为：
Figure BDA0003757729680000111
式中，uGFL-abc为GFL三相合成电压，即GFL控制电压参考值在三相静止坐标系下的值。
S502.将所述GFM控制电压幅值和所述GFM控制相位变换至abc三相坐标系下，得到GFM三相合成电压；其中，所述GFM三相合成电压的计算公式为：
Figure BDA0003757729680000112
式中，uGFM-abc为GFM三相合成电压，即由uGFM、θGFM合成的三相电压。
S503.引入所述GFL控制参与系数和所述GFM控制参与系数，根据所述GFL三相合成电压和所述GFM三相合成电压，得到换流器输出三相电压参考值。
其中，所述换流器输出三相电压参考值的计算公式为：
ucabc＝kGFLuGFL-abc+kGFMuGFM-abc
式中，ucabc为换流器输出三相电压参考值；kGFL为GFL控制参与系数；uGFL-abc为GFL三相合成电压，即GFL控制电压参考值在三相静止坐标系下的值；kGFM为GFM控制参与系数；uGFM-abc为GFM三相合成电压。
如图2、3、4所示，由于GFL型控制响应较快能够快速调整系统状态，而GFM型控制稳定性较强，在弱网下不易失稳，因此，本实施例将引入参与系数，且含有GFL和GFM两种控制方式的混合控制策略应用至换流器，从而调节换流器的响应速度与稳定性，在强网下提高GFL参与程度，整体控制以GFL控制策略为主，响应速度优先确保最大限度利用新能源，保证换流器的快速调节；在弱网下提高GFM参与程度，提高整体稳定性，保证换流器稳定运行。
需要说明的是，以下对合成三相电压参考值的原理进行说明，换流器最终的输出电压为：
Figure BDA0003757729680000121
式中，ucout为换流器最终输出三相电压；
Figure BDA0003757729680000122
为直流电压标幺值。
如图5所示，假定跟网型、构网型两种控制策略各在一个换流器中运行，那么最终换流器电压叠加值为：
Figure BDA0003757729680000123
上式可以变形为：
Figure BDA0003757729680000124
再令：
ucabc＝kGFLuGFL-abc+kGFMuGFM-abc
即得到混合控制策略的叠加公式。
图6～图12分别示出了不同的跟网型控制参与系数kGFL对应的波形仿真图。
本实施例提供了一种新型风电光伏并网换流器混合控制方法，所述方法在传统的外环控制直流电压、无功功率，内环控制dq轴电流并解耦的基础上，引入的控制参与系数kGFL，将内环给定值及实际值均通过参与系数，使得跟网控制策略仅参与控制部分功率；同时在构网控制策略方面，所述方法在采取直流电压-频率下垂控制策略和稳定控制策略的基础上，引入构网型控制参与系数kGFM，使得构网型控制仅参与控制部分功率，实现了通过引入参与系数调节换流器的响应速度与稳定性的技术方案，提高了整体稳定性，保证换流器稳定运行。
需要说明的是，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。
在一个实施例中，如图13所示，本发明实施例提供了一种新型风电光伏并网换流器混合控制系统，所述系统包括：
并网数据获取模块61，用于实时获取换流器并网数据；所述换流器并网数据包括并网点三相电压和并网点三相电流；
跟网型外环控制模块62，用于构建外环为直流电压-无功功率的跟网型外环控制策略，并引入GFL控制参与系数，根据换流器并网数据获取网侧换流器输出电流dq轴分量参考值；
跟网型内环控制模块63，用于构建跟网型内环控制策略，并引入GFL控制参与系数，基于所述网侧换流器输出电流dq轴分量参考值获取GFL控制电压参考值；
构网型控制模块64，用于构建加入稳定控制策略的直流电压-频率下垂的构网型控制策略，并引入GFM控制参与系数，得到GFM控制参考值；所述GFM控制参考值包括GFM控制电压幅值和GFM控制相位；
三相电压获取模块65，用于引入GFL控制参与系数和GFM控制参与系数，对GFL控制电压参考值和GFM控制参考值进行合成，得到换流器输出三相电压参考值。
关于一种新型风电光伏并网换流器混合控制系统的具体限定可以参见上述对于一种新型风电光伏并网换流器混合控制方法的限定，此处不再赘述。本领域普通技术人员可以意识到，结合本申请所公开的实施例描述的各个模块和步骤，能够以硬件、软件或者两者结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
本发明实施例提供了一种新型风电光伏并网换流器混合控制系统，所述系统通过跟网型外环控制模块、跟网型内环控制模块与构网型控制模块实现了含有GFL和GFM两种控制方式的混合控制策略，并通过引入参与系数调节换流器的响应速度与稳定性。与现有技术相比，本发明实施例能够兼顾控制策略的快速性与稳定性，在强网下提高跟网型参与系数，增强控制系统的响应速度，同时也保留一定的构网型参与度，以提高系统稳定性；在弱网下增大构网型参与系数，提高控制系统的稳定性，同时也保留一定的跟网型参与度，以增强系统的响应速度。
图14是本发明实施例提供的一种计算机设备，包括存储器、处理器和收发器，它们之间通过总线连接；存储器用于存储一组计算机程序指令和数据，并可以将存储的数据传输给处理器，处理器可以执行存储器存储的程序指令，以执行上述方法的步骤。
其中，存储器可以包括易失性存储器或非易失性存储器，或可包括易失性和非易失性存储器两者；处理器可以是中央处理器、微处理器、特定应用集成电路、可编程逻辑器件或其组合。通过示例性但不是限制性说明，上述可编程逻辑器件可以是复杂可编程逻辑器件、现场可编程逻辑门阵列、通用阵列逻辑或其任意组合。
另外，存储器可以是物理上独立的单元，也可以与处理器集成在一起。
本领域普通技术人员可以理解，图14中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有相同的部件布置。
在一个实施例中，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述方法的步骤。
在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如SSD)等。
本领域技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种新型风电光伏并网换流器混合控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
实时获取换流器并网数据；所述换流器并网数据包括并网点三相电压和并网点三相电流；
构建外环为直流电压-无功功率的跟网型外环控制策略，并引入GFL控制参与系数，根据换流器并网数据获取网侧换流器输出电流dq轴分量参考值；
构建跟网型内环控制策略，并引入GFL控制参与系数，基于所述网侧换流器输出电流dq轴分量参考值获取GFL控制电压参考值；
构建加入稳定控制策略的直流电压-频率下垂的构网型控制策略，并引入GFM控制参与系数，得到GFM控制参考值；所述GFM控制参考值包括GFM控制电压幅值和GFM控制相位；
引入GFL控制参与系数和GFM控制参与系数，对GFL控制电压参考值和GFM控制参考值进行合成，得到换流器输出三相电压参考值。
2.如权利要求1所述的一种新型风电光伏并网换流器混合控制方法，其特征在于，所述跟网型外环控制策略具体为：
Figure FDA0003757729670000011
式中，
Figure FDA0003757729670000012
分别为网侧换流器输出电流dq轴分量参考值；kpgd、kigd、kpgq、kigq为PI控制参数；
Figure FDA0003757729670000013
为直流电压参考值；udc为直流电压实际值；
Figure FDA0003757729670000014
为换流器输出无功功率参考值；Qg为换流器输出无功功率；kGFL为GFL控制参与系数，取值范围为0.5≤kGFL≤1。
3.如权利要求1所述的一种新型风电光伏并网换流器混合控制方法，其特征在于，所述构建外环为直流电压-无功功率的跟网型外环控制策略，并引入GFL控制参与系数，根据换流器并网数据获取网侧换流器输出电流dq轴分量参考值的步骤包括：
所述并网点三相电压和所述并网点三相电流通过锁相环后，得到电网相位；
基于所述电网相位，将所述并网点三相电压和所述并网点三相电流进行派克变换，得到并网点电压dq轴分量、并网点电流dq轴分量；
根据所述并网点三相电压和所述并网点三相电流，得到换流器输出无功功率；
基于所述换流器输出无功功率，构建外环为直流电压-无功功率的跟网型外环控制策略，并引入GFL控制参与系数，得到网侧换流器输出电流dq轴分量参考值。
4.如权利要求3所述的一种新型风电光伏并网换流器混合控制方法，其特征在于，所述构建跟网型内环控制策略，并引入GFL控制参与系数，基于所述网侧换流器输出电流dq轴分量参考值获取GFL控制电压参考值的步骤包括：
将GFL控制参与系数与并网点电流dq轴分量相乘，得到并网点电流dq轴参与分量；
将所述网侧换流器输出电流dq轴分量参考值、所述并网点电压dq轴分量和所述并网点电流dq轴参与分量输入内环，通过内环得到GFL控制电压参考值。
5.如权利要求1所述的一种新型风电光伏并网换流器混合控制方法，其特征在于，所述构建加入稳定控制策略的直流电压-频率下垂的构网型控制策略，并引入GFM控制参与系数，得到GFM控制参考值的步骤包括：
对GFM相位控制部分采取直流电压-频率下垂控制策略，并引入GFM控制参与系数，得到GFM控制相位；
对GFM幅值控制部分采取稳定控制策略，并引入GFM控制参与系数，得到GFM控制电压幅值；
其中，所述直流电压-频率下垂控制策略的表达式为：
Figure FDA0003757729670000031
式中，
Figure FDA0003757729670000032
为GFM控制频率标幺值；kdc为下垂系数；kGFM为GFM控制参与系数；udc为直流电压实际值；
Figure FDA0003757729670000033
为直流电压参考值；
Figure FDA0003757729670000034
为网侧角速度基值；ωGFM为GFM控制得到角速度；θGFM为GFM控制相位；
Figure FDA0003757729670000035
为电网频率标幺值；
所述稳定控制策略的表达式为：
Figure FDA0003757729670000036
式中，uGFM为GFM控制电压幅值；T为高通滤波器时间常数；kup、kui为PI控制参数；kpss为稳定控制系数；
Figure FDA0003757729670000037
为高通滤波器经过拉普拉斯变换后在s域的表达式；
Figure FDA0003757729670000038
为电网电压幅值额定值。
6.如权利要求1所述的一种新型风电光伏并网换流器混合控制方法，其特征在于，所述引入GFL控制参与系数和GFM控制参与系数，对GFL控制电压参考值和GFM控制参考值进行合成，得到换流器输出三相电压参考值的步骤包括：
对所述GFL控制电压参考值进行反派克变换，得到GFL三相合成电压；
将所述GFM控制电压幅值和所述GFM控制相位变换至abc三相坐标系下，得到GFM三相合成电压；
引入所述GFL控制参与系数和所述GFM控制参与系数，根据所述GFL三相合成电压和所述GFM三相合成电压，得到换流器输出三相电压参考值。
7.如权利要求6所述的一种新型风电光伏并网换流器混合控制方法，其特征在于，所述换流器输出三相电压参考值的计算公式为：
ucabc＝kGFLuGFL-abc+kGFMuGFM-abc
式中，ucabc为换流器输出三相电压参考值；kGFL为GFL控制参与系数；uGFL-abc为GFL三相合成电压，即GFL控制电压参考值在三相静止坐标系下的值；uGFM-abc为GFM三相合成电压。
8.一种新型风电光伏并网换流器混合控制系统，其特征在于，所述系统包括：
并网数据获取模块，用于实时获取换流器并网数据；所述换流器并网数据包括并网点三相电压和并网点三相电流；
跟网型外环控制模块，用于构建外环为直流电压-无功功率的跟网型外环控制策略，并引入GFL控制参与系数，根据换流器并网数据获取网侧换流器输出电流dq轴分量参考值；
跟网型内环控制模块，用于构建跟网型内环控制策略，并引入GFL控制参与系数，基于所述网侧换流器输出电流dq轴分量参考值获取GFL控制电压参考值；
构网型控制模块，用于构建加入稳定控制策略的直流电压-频率下垂的构网型控制策略，并引入GFM控制参与系数，得到GFM控制参考值；所述GFM控制参考值包括GFM控制电压幅值和GFM控制相位；
三相电压获取模块，用于引入GFL控制参与系数和GFM控制参与系数，对GFL控制电压参考值和GFM控制参考值进行合成，得到换流器输出三相电压参考值。
9.一种计算机设备，其特征在于：包括处理器和存储器，所述处理器与所述存储器相连，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于执行所述存储器中存储的计算机程序，以使得所述计算机设备执行如权利要求1至7中任一项所述的方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于：所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，当所述计算机程序被运行时，实现如权利要求1至7任一项所述的方法。
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