CN116014692A - 基于电压矢量动态追踪控制的构网型vsc故障电流抑制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于电压矢量动态追踪控制的构网型VSC故障电流抑制方法及系统，包括：判断GFM‑VSC系统的端口电压是否满足预设启动判据，获取判断结果；当所述判断结果指示满足所述启动判据时，确定内电势幅相直接补偿数据；将所述内电势幅相直接补偿数据输出前馈至GFM‑VSC控制系统的内电势生成环节，以直接改变GFM‑VSC系统的内电势，抑制暂态电流。本发明的方法省去了GFM VSC控制系统所需的电压电流内环控制环节；直接改变GFM VSC系统的调制波，无需考虑控制带宽引起的延迟，动态响应速度快；GFM VSC系统的功率同步控制外环始终作用，避免了外环控制器饱和、暂态失稳等问题；前馈补偿不影响GFM VSC控制系统的稳定性，同时能够优化系统的暂态响应性能。
Description
技术领域
本发明涉及构网型变流器控制技术领域，并且更具体地，涉及一种基于电压矢量动态追踪控制的构网型VSC故障电流抑制方法及系统。
背景技术
随着新能源发电的不断发展，我国电力系统的电源结构发生了显著变化，传统同步发电设备的占比逐渐减小，而以电压源型变流器(voltage source converter,VSC)接口的电力电子电源渗透率不断升高，进一步挖掘基于VSC的电力电子电源的潜能，是未来电网发展的迫切需要。
近年来，构网型(grid forming,GFM)技术作为一种新思路，通过对VSC系统的控制重塑，使其具备传统同步机提供的功能，得到了广泛关注。现阶段，针对小扰动下GFM-VSC系统的研究已较为成熟，然而由于电力电子开关器件的弱过流能力，大扰动下GFM-VSC系统的暂态安全稳定运行仍是制约其应用的关键因素之一。如何设计合理的限幅方法即保证系统暂态安全性与稳定性，又不影响GFM-VSC系统的电压源支撑优势是亟待解决的难点问题。
因此，需要一种基于电压矢量动态追踪控制的构网型VSC故障电流抑制方法。
发明内容
本发明提出一种基于电压矢量动态追踪控制的构网型VSC故障电流抑制方法及系统，以解决如何对构网型VSC进行故障电流抑制的问题。
为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，提供了一种基于电压矢量动态追踪控制的构网型VSC故障电流抑制方法，所述方法包括：
判断GFM-VSC系统的端口电压是否满足预设启动判据，获取判断结果；
当所述判断结果指示满足所述启动判据时，确定内电势幅相直接补偿数据；
将所述内电势幅相直接补偿数据输出前馈至GFM-VSC控制系统的内电势生成环节，以直接改变GFM-VSC系统的内电势，抑制暂态电流。
优选地，其中所述判断GFM-VSC系统的端口电压是否满足预设启动判据，包括：
将GFM-VSC系统的内电势与端口电压均通过坐标变换矩阵转换至dq坐标系下，包括：
判断dq坐标系下的内电势与端口电压是否满足如下启动判据，并获取判断结果，包括：
其中，ea、eb、ec、uvsc,a、uvsc,b和uvsc,c分别为abc坐标系下GFM-VSC系统的内电势与端口电压；ed、eq、ud和uq分别为dq坐标系下GFM-VSC系统的内电势与端口电压；Tabc/dq为坐标变化矩阵；XF为GFM-VSC系统的低通滤波电感的感抗；IO,max为设备允许的最大电流值。
优选地，其中所述当所述判断结果指示满足所述启动判据时，确定内电势幅相直接补偿数据，包括：
确定GFM-VSC系统的内电势相位补偿有效区间，包括：
基于所述内电势相位补偿有效区间确定内电势相位补偿值；
基于所述相位补偿值确定GFM-VSC系统的内电势幅值补偿有效区间，包括：
其中，Δθmin与Δθmax分别为GFM-VSC系统的相位补偿最小值与最大值；ud和uq分别为dq坐标系下GFM-VSC系统的端口电压；XF为GFM-VSC系统的低通滤波电感的感抗；IO,max为设备允许的最大电流值；E*min与E*max分别为补偿后GFM-VSC系统的内电势幅值最小值与最大值；Δθ为GFM-VSC系统的内电势相位补偿值。
基于补偿后GFM-VSC系统的内电势幅值最小值与最大值，确定内电势幅值补偿值。
优选地，其中所述基于补偿后GFM-VSC系统的内电势幅值最小值与最大值，确定内电势幅值补偿值，包括：
ΔE∈(e-E* max，E-e* min)，
其中，ΔE为GFM-VSC系统的内电势幅值补偿值；E为补偿前的内电势幅值；E* min与E* max分别为补偿后GFM-VSC系统的内电势幅值最小值与最大值。
根据本发明的另一个方面，提供了一种基于电压矢量动态追踪控制的构网型VSC故障电流抑制系统，所述系统包括：
判断单元，用于判断GFM-VSC系统的端口电压是否满足预设启动判据，获取判断结果；
补偿数据确定单元，用于当所述判断结果指示满足所述启动判据时，确定内电势幅相直接补偿数据；
电流控制单元，用于将所述内电势幅相直接补偿数据输出前馈至GFM-VSC控制系统的内电势生成环节，以直接改变GFM-VSC系统的内电势，抑制暂态电流。
优选地，其中所述判断单元，判断GFM-VSC系统的端口电压是否满足预设启动判据，包括：
将GFM-VSC系统的内电势与端口电压均通过坐标变换矩阵转换至dq坐标系下，包括：
判断dq坐标系下的内电势与端口电压是否满足如下启动判据，并获取判断结果，包括：
其中，ea、eb、ec、uvsc,a、uvsc,b和uvsc,c分别为abc坐标系下GFM-VSC系统的内电势与端口电压；ed、eq、ud和uq分别为dq坐标系下GFM-VSC系统的内电势与端口电压；Tabc/dq为坐标变化矩阵；XF为GFM-VSC系统的低通滤波电感的感抗；IO,max为设备允许的最大电流值。
优选地，其中所述补偿数据确定单元，当所述判断结果指示满足所述启动判据时，确定内电势幅相直接补偿数据，包括：
确定GFM-VSC系统的内电势相位补偿有效区间，包括：
基于所述内电势相位补偿有效区间确定内电势相位补偿值；
基于所述相位补偿值确定GFM-VSC系统的内电势幅值补偿有效区间，包括：
其中，Δθmin与Δθmax分别为GFM-VSC系统的相位补偿最小值与最大值；ud和uq分别为dq坐标系下GFM-VSC系统的端口电压；XF为GFM-VSC系统的低通滤波电感的感抗；IO,max为设备允许的最大电流值；E* min与E* max分别为补偿后GFM-VSC系统的内电势幅值最小值与最大值；Δθ为GFM-VSC系统的内电势相位补偿值。
基于补偿后GFM-VSC系统的内电势幅值最小值与最大值，确定内电势幅值补偿值。
优选地，其中所述补偿数据确定单元，基于补偿后GFM-VSC系统的内电势幅值最小值与最大值，确定内电势幅值补偿值，包括：
ΔE∈(E-E* max，E-E* min)，
其中，ΔE为GFM-VSC系统的内电势幅值补偿值；E为补偿前的内电势幅值；E* min与E* max分别为补偿后GFM-VSC系统的内电势幅值最小值与最大值。
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电压矢量动态追踪控制的构网型VSC故障电流抑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电压矢量动态追踪控制的构网型VSC故障电流抑制方法及系统，包括：判断GFM-VSC系统的端口电压是否满足预设启动判据，获取判断结果；当所述判断结果指示满足所述启动判据时，确定内电势幅相直接补偿数据；将所述内电势幅相直接补偿数据输出前馈至GFM-VSC控制系统的内电势生成环节，以直接改变GFM-VSC系统的内电势，抑制暂态电流。本发明的方法省去了GFM VSC控制系统所需的电压电流内环控制环节；直接改变GFM VSC系统的调制波，无需考虑控制带宽引起的延迟，动态响应速度快；GFM VSC系统的功率同步控制外环始终作用，避免了外环控制器饱和、暂态失稳等问题；前馈补偿不影响GFM VSC控制系统的稳定性，同时能够优化系统的暂态响应性能。
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为根据本发明实施方式的基于电压矢量动态追踪控制的构网型VSC故障电流抑制方法100的流程图；
图2为根据本发明实施方式的构网型VSC并网系统拓扑结构与控制策略图；
图3为根据本发明实施方式的启动判据模块的设计原理图；
图4为根据本发明实施方式的启动判据模块的具体实现图；
图5为根据本发明实施方式的幅相直接补偿模块的设计原理图；
图6为根据本发明实施方式的幅相直接补偿模块的具体实现图；
图7为根据本发明实施方式的所述网侧三相电压幅值跌落至0.6pu下传统策略与改进策略的故障电流抑制效果对比图；
图8为根据本发明实施方式的网侧三相电压幅值跌落至0.2pu下传统策略与改进策略的故障电流抑制效果对比图；
图9为根据本发明实施方式的基于电压矢量动态追踪控制的构网型VSC故障电流抑制系统900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。
如何设计合理的限幅方法即保证系统暂态安全性与稳定性，又不影响GFM-VSC系统的电压源支撑优势是急待解决的难点问题。为此，本发明提出了一种基于电压矢量动态追踪控制的构网型VSC故障电流抑制方法。该方法通过判断大扰动下GFM-VSC系统的内电势与端电压的相对位置来决定是否补偿，再通过电压矢量动态控制机制来保证两者形成的电流始终满足设备允许最大电流约束，进而实现大扰动下GFM-VSC系统的故障电流抑制。
图1为根据本发明实施方式的基于电压矢量动态追踪控制的构网型VSC故障电流抑制方法100的流程图。如图1所示，本发明实施方式提供的基于电压矢量动态追踪控制的构网型VSC故障电流抑制方法，省去了GFM VSC控制系统所需的电压电流内环控制环节；直接改变GFM VSC系统的调制波，无需考虑控制带宽引起的延迟，动态响应速度快；GFM VSC系统的功率同步控制外环始终作用，避免了外环控制器饱和、暂态失稳等问题；前馈补偿不影响GFM VSC控制系统的稳定性，同时能够优化系统的暂态响应性能。本发明实施方式提供的基于电压矢量动态追踪控制的构网型VSC故障电流抑制方法100，从步骤101处开始，在步骤101，判断GFM-VSC系统的端口电压是否满足预设启动判据，获取判断结果。
优选地，其中所述判断GFM-VSC系统的端口电压是否满足预设启动判据，包括：
将GFM-VSC系统的内电势与端口电压均通过坐标变换矩阵转换至dq坐标系下，包括：
判断dq坐标系下的内电势与端口电压是否满足如下启动判据，并获取判断结果，包括：
其中，ea、eb、ec、uvsc,a、uvsc,b和uvsc,c分别为abc坐标系下GFM-VSC系统的内电势与端口电压；ed、eq、ud和uq分别为dq坐标系下GFM-VSC系统的内电势与端口电压；Tabc/dq为坐标变化矩阵；XF为GFM-VSC系统的低通滤波电感的感抗；IO,max为设备允许的最大电流值。
在本发明中，通过设计启动判据模块，判断GFM-VSC系统的端口电压是否符合启动判据。具体地，包括：
步骤1-1：将GFM-VSC系统的内电势与端口电压，通过坐标变换矩阵转换至dq坐标系下：
式中：ea、eb、ec、uvsc,a、uvsc,b和uvsc,c分别为abc坐标系下GFM-VSC系统的内电势与端口电压；ed、eq、ud和uq分别为dq坐标系下GFM-VSC系统的内电势与端口电压；Tabc/dq为坐标变化矩阵。
步骤1-2：判断大扰动下GFM-VSC系统的端口电压是否偏离以内电势为圆心、设备允许最大电流为半径的限幅边界圆，即启动判据为：
式中：XF为GFM-VSC系统的低通滤波电感的感抗；IO,max为设备允许的最大电流值。
步骤1-3：若满足启动判据，则输出使能信息为1，幅相直接补偿模块生效，进行补偿；若不满足启动判据，则输出使能信息为0，幅相直接补偿模块无需补偿。
在步骤102，当所述判断结果指示满足所述启动判据时，确定内电势幅相直接补偿数据。
优选地，其中所述当所述判断结果指示满足所述启动判据时，确定内电势幅相直接补偿数据，包括：
确定GFM-VSC系统的内电势相位补偿有效区间，包括：
基于所述内电势相位补偿有效区间确定内电势相位补偿值；
基于所述相位补偿值确定GFM-VSC系统的内电势幅值补偿有效区间，包括：
其中，Δθmin与Δθmax分别为GFM-VSC系统的相位补偿最小值与最大值；ud和uq分别为dq坐标系下GFM-VSC系统的端口电压；XF为GFM-VSC系统的低通滤波电感的感抗；IO,max为设备允许的最大电流值；E* min与E* max分别为补偿后GFM-VSC系统的内电势幅值最小值与最大值；Δθ为GFM-VSC系统的内电势相位补偿值。
基于补偿后GFM-VSC系统的内电势幅值最小值与最大值，确定内电势幅值补偿值。
优选地，其中所述基于补偿后GFM-VSC系统的内电势幅值最小值与最大值，确定内电势幅值补偿值，包括：
其中，ΔE为GFM-VSC系统的内电势幅值补偿值；E为补偿前的内电势幅值；E* min与E* max分别为补偿后GFM-VSC系统的内电势幅值最小值与最大值。
在本发明中，通过幅相直接补偿模块，分析大扰动下GFM-VSC系统的内电势相位与幅值补偿区间，计算内电势幅相直接补偿数据，包括：内电势相位补偿值和内电势幅值补偿值。具体地，包括：
步骤2-1：根据满足启动判据时内电势与端口电压的相对位置，计算得到GFM-VSC系统的内电势相位补偿有效区间，然后选取内电势相位补偿有效区间内的一个值作为内电势相位补偿值。优选地，可以选取相位补偿最大值作为内电势相位补偿值。
其中，利用如下方式得到内电势相位补偿有效区间，包括：
式中：Δθmin与Δθmax分别为GFM-VSC系统的相位补偿最小值与最大值。
步骤2-2：根据内电势相位补偿值，按下式计算得到补偿后GFM-VSC系统的内电势幅值最小值与最大值，包括：
式中：E* min与E* max分别为补偿后GFM-VSC系统的内电势幅值最小值与最大值；Δθ为GFM-VSC系统的内电势相位补偿值。
步骤2-3：由前述步骤获得的补偿后GFM-VSC系统的内电势幅值最小值与最大值，按照如下式所示，确定内电势幅值补偿值，包括：
其中，ΔE为GFM-VSC系统的内电势幅值补偿值；E为补偿前的内电势幅值；E* min与E* max分别为补偿后GFM-VSC系统的内电势幅值最小值与最大值。其中，在选取内电势幅值补偿值时，可以按照偿后GFM-VSC系统的内电势幅值最大值的一半选取。
在本发明中，内电势相位补偿值和内电势幅值补偿值满足如下限流要求：
在本发明中，在折衷考虑GFM-VSC系统的暂态支撑能力与自身安全性，可按最大补偿相位值与最大补偿幅值的1/2进行相位和幅值的选取，确定补偿后内电势的具体位置后，由此得到幅相直接补偿的具体值。
在步骤103，将所述内电势幅相直接补偿数据输出前馈至GFM-VSC控制系统的内电势生成环节，以直接改变GFM-VSC系统的内电势，抑制暂态电流。
在本发明中，将得到的幅相直接补偿模块的输出前馈至GFM-VSC控制系统的内电势生成环节，直接改变GFM-VSC系统的内电势，进而保证扰动下各个阶段的暂态电流均不超过设备允许的最大电流。
本发明的基于电压矢量动态追踪控制的构网型VSC故障电流抑制方法，通过判断大扰动下GFM-VSC系统的内电势与端电压的相对位置来决定是否补偿，再通过电压矢量动态控制机制来保证两者形成的电流始终满足设备最大电流约束，进而实现大扰动下的GFM-VSC系统的故障电流抑制，具备以下优点：1)省去了GFM VSC控制系统所需的电压电流内环控制环节；2)直接改变GFM VSC系统的调制波，无需考虑控制带宽引起的延迟，动态响应速度快；3)GFM VSC系统的功率同步控制外环始终作用，避免了外环控制器饱和、暂态失稳等问题；4)前馈补偿不影响GFM VSC控制系统的稳定性，同时优化了系统的暂态响应性能。
以下具体举例说明本发明的实施方式
如图2所示，该系统采用了基于虚拟同步机控制的典型GFM技术方案并附加了本发明所提的基于电压矢量动态追踪控制的限流方法。所述图2中：uPCC为网侧电压；uVSC,iL分别为VSC输出电压、滤波电感电流；e为VSC内电势；udc,Cdc分别为直流电压、电容；ZL为线路传输阻抗；LF与CF为VSC输出滤波器参数；PAC与QAC为VSC输出有功与无功功率；PT与QT为线路传输有功与无功功率。控制系统中，ωVSC与ωPCC分别为VSC角频率与电网侧角频率；DP与Jvir分别为虚拟阻尼与惯量系数；KP与KQ分别为有功频率与无功电压下垂系数；UN与ωN额定电压幅值与频率；E与θ分别为VSC内电势幅值与相位。
实现基于电压矢量动态追踪控制的构网型VSC故障电流抑制方法，包括以下步骤：
步骤1：设计启动判据模块，判断GFM-VSC系统的端口电压是否符合启动判据，具体如所述图3所示；由所述图3可以看出，在电网扰动瞬间，一旦端口电压偏离以内电势为圆心、设备允许最大电流为半径的限幅边界圆，则会发生过流问题。
步骤1-1：将GFM-VSC系统的内电势与端口电压，通过坐标变换矩阵转换至dq坐标系下：
式中：ea、eb、ec、uvsc,a、uvsc,b和uvsc,c分别为abc坐标系下GFM-VSC系统的内电势与端口电压；ed、eq、ud和uq分别为dq坐标系下GFM-VSC系统的内电势与端口电压；Tabc/dq为坐标变化矩阵。
步骤1-2：判断大扰动下GFM-VSC系统的端口电压是否偏离以内电势为圆心、设备允许最大电流为半径的限幅边界圆，即启动判据为：
式中：XF为GFM-VSC系统的低通滤波电感的感抗；IO,max为设备允许的最大电流值。
步骤1-3：若满足启动判据，则输出使能信息为1，令幅相直接补偿模块生效；若不满足启动判据，则输出使能信息为0，令幅相直接补偿模块无需补偿；具体启动判据模块如所述图4所示。
步骤2：设计幅相直接补偿模块，分析大扰动下GFM-VSC系统的内电势相位与幅值补偿区间，计算内电势直接幅相补偿值；所述图5给出了大扰动下GFM-VSC系统的幅相直接补偿策略设计原理。
步骤2-1：以故障发生瞬间为例，由所述图5可知，在电网电压跌落期间，GFM VSC系统的有功控制会调节ωref加速使θ增大，根据暂态电流不允许超过IO,max，可求得补偿相位的最小值Δθmin与最大值Δθmax：
式中：Δθmin与Δθmax分别为GFM-VSC系统的相位补偿最小值与最大值。
步骤2-2：如所述图5所示，由相位补偿范围，可得到GFM-VSC系统的内电势幅值补偿的有效区间：
式中：E* min与E* max分别为补偿后GFM-VSC系统的内电势幅值最小值与最大值；Δθ为GFM-VSC系统的内电势相位补偿值。
步骤2-3：由前述步骤获得了GFM-VSC系统的内电势幅相补偿区间，即所述图5中的灰色区域部分，将内电势补偿至该区间内均可满足限流要求；
式中：ΔE与E分别为GFM-VSC系统的内电势幅值补偿值和补偿前内电势幅值。
步骤2-4：折衷考虑GFM-VSC系统的暂态支撑能力与自身安全性，可按最大补偿相位与最大补偿幅值的1/2处选取，确定补偿后内电势的具体位置，由此得到幅相直接补偿值。具体的幅相直接补偿模块设计如所述图6所示。
步骤3：将得到的幅相直接补偿模块的输出前馈至GFM-VSC控制系统的内电势生成模块，直接改变GFM-VSC系统的内电势。该方法保证了扰动各个阶段下的暂态电流不超过设备允许的最大电流。
具体的仿真波形如所述图7和所述图8所示。
所述图7中工况设计为：初始状态，GFM-VSC系统正常运行；在1.0s时，电网三相电压幅值跌落至0.6pu；故障持续0.3s后，电网电压恢复正常。所述图7展示了该工况下所提电压矢量动态追踪控制的故障电流抑制效果，分别给出了补偿前后电网电压、端口电压和内电势电压幅值、端口输出电流、端口输出功率以及内电势相位的仿真波形。由图7(a1)可知，电网故障发生与清除瞬间，GFM-VSC的内电势无法快速响应端口电压的变化，导致系统发生暂态过流，如图7(b1)所示。图7(c1)中，暂态过电流也导致GFM-VSC的输出功率大幅振荡，恶化系统的功率同步过程。
采用电压矢量动态追踪控制后，由图7(a2)可以看出，内电势能够快速响应端口电压的变化，进而有效抑制了系统的暂态电流，如图7(b2)所示。同时，补偿后的内电势也显著优化了系统的功率同步调节过程，保证了系统的暂态性能，如图7(c2)所示。
进一步降低系统强度，将线路阻抗增大,同时将电网三相电压的幅值跌落深度调整为0.2pu。所述图8展示了该工况下所电压矢量动态追踪控制的故障电流抑制效果。与图7工况不同，由图8(a)可以看出，在故障持续阶段，系统内电势在功率同步控制的调节下，致使端口电压再次越过了限幅边界圆；附加幅相直接补偿后，由图8(b2)可以看出，所提方法能够保证GFM-VSC系统在故障各个阶段的故障电流均在IO,max的约束内。
图9为根据本发明实施方式的基于电压矢量动态追踪控制的构网型VSC故障电流抑制系统900的结构示意图。如图9所示，本发明实施方式提供的基于电压矢量动态追踪控制的构网型VSC故障电流抑制系统900，包括：判断单元901、补偿数据确定单元902和电流控制单元903。
优选地，所述判断单元901，用于判断GFM-VSC系统的端口电压是否满足预设启动判据，获取判断结果。
优选地，其中所述判断单元901，判断GFM-VSC系统的端口电压是否满足预设启动判据，包括：
将GFM-VSC系统的内电势与端口电压均通过坐标变换矩阵转换至dq坐标系下，包括：
判断dq坐标系下的内电势与端口电压是否满足如下启动判据，并获取判断结果，包括：
其中，ea、eb、ec、uvsc,a、uvsc,b和uvsc,c分别为abc坐标系下GFM-VSC系统的内电势与端口电压；ed、eq、ud和uq分别为dq坐标系下GFM-VSC系统的内电势与端口电压；Tabc/dq为坐标变化矩阵；XF为GFM-VSC系统的低通滤波电感的感抗；IO,max为设备允许的最大电流值。
优选地，所述补偿数据确定单元902，用于当所述判断结果指示满足所述启动判据时，确定内电势幅相直接补偿数据。
优选地，其中所述补偿数据确定单元902，当所述判断结果指示满足所述启动判据时，确定内电势幅相直接补偿数据，包括：
确定GFM-VSC系统的内电势相位补偿有效区间，包括：
基于所述内电势相位补偿有效区间确定内电势相位补偿值；
基于所述相位补偿值确定GFM-VSC系统的内电势幅值补偿有效区间，包括：
其中，Δθmin与Δθmax分别为GFM-VSC系统的相位补偿最小值与最大值；ud和uq分别为dq坐标系下GFM-VSC系统的端口电压；XF为GFM-VSC系统的低通滤波电感的感抗；IO,max为设备允许的最大电流值；E* min与E* max分别为补偿后GFM-VSC系统的内电势幅值最小值与最大值；Δθ为GFM-VSC系统的内电势相位补偿值。
基于补偿后GFM-VSC系统的内电势幅值最小值与最大值，确定内电势幅值补偿值。
优选地，其中所述补偿数据确定单元902，基于补偿后GFM-VSC系统的内电势幅值最小值与最大值，确定内电势幅值补偿值，包括：
ΔE∈(E-E* max，E-E* min)，
其中，ΔE为GFM-VSC系统的内电势幅值补偿值；E为补偿前的内电势幅值；E* min与E* max分别为补偿后GFM-VSC系统的内电势幅值最小值与最大值。
优选地，所述电流控制单元903，用于将所述内电势幅相直接补偿数据输出前馈至GFM-VSC控制系统的内电势生成环节，以直接改变GFM-VSC系统的内电势，抑制暂态电流。
本发明的实施例的基于电压矢量动态追踪控制的构网型VSC故障电流抑制系统900与本发明的另一个实施例的基于电压矢量动态追踪控制的构网型VSC故障电流抑制方法100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电压矢量动态追踪控制的构网型VSC故障电流抑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)
1.一种基于电压矢量动态追踪控制的构网型VSC故障电流抑制方法，其特征在于，所述方法包括：
判断GFM-VSC系统的端口电压是否满足预设启动判据，获取判断结果；
当所述判断结果指示满足所述启动判据时，确定内电势幅相直接补偿数据；
将所述内电势幅相直接补偿数据输出前馈至GFM-VSC控制系统的内电势生成环节，以直接改变GFM-VSC系统的内电势，抑制暂态电流。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述判断GFM-VSC系统的端口电压是否满足预设启动判据，包括：
将GFM-VSC系统的内电势与端口电压均通过坐标变换矩阵转换至dq坐标系下，包括：
判断dq坐标系下的内电势与端口电压是否满足如下启动判据，并获取判断结果，包括：
其中，ea、eb、ec、uvsc,a、uvsc,b和uvsc,c分别为abc坐标系下GFM-VSC系统的内电势与端口电压；ed、eq、ud和uq分别为dq坐标系下GFM-VSC系统的内电势与端口电压；Tabc/dq为坐标变化矩阵；XF为GFM-VSC系统的低通滤波电感的感抗；IO,max为设备允许的最大电流值。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述当所述判断结果指示满足所述启动判据时，确定内电势幅相直接补偿数据，包括：
确定GFM-VSC系统的内电势相位补偿有效区间，包括：
基于所述内电势相位补偿有效区间确定内电势相位补偿值；
基于所述相位补偿值确定GFM-VSC系统的内电势幅值补偿有效区间，包括：
其中，Δθmin与Δθmax分别为GFM-VSC系统的相位补偿最小值与最大值；ud和uq分别为dq坐标系下GFM-VSC系统的端口电压；XF为GFM-VSC系统的低通滤波电感的感抗；IO,max为设备允许的最大电流值；E* min与E* max分别为补偿后GFM-VSC系统的内电势幅值最小值与最大值；Δθ为GFM-VSC系统的内电势相位补偿值。
基于补偿后GFM-VSC系统的内电势幅值最小值与最大值，确定内电势幅值补偿值。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于补偿后GFM-VSC系统的内电势幅值最小值与最大值，确定内电势幅值补偿值，包括：
ΔE∈(E-E* max，E-E* min)，
其中，ΔE为GFM-VSC系统的内电势幅值补偿值；E为补偿前的内电势幅值；E* min与E* max分别为补偿后GFM-VSC系统的内电势幅值最小值与最大值。
5.一种基于电压矢量动态追踪控制的构网型VSC故障电流抑制系统，其特征在于，所述系统包括：
判断单元，用于判断GFM-VSC系统的端口电压是否满足预设启动判据，获取判断结果；
补偿数据确定单元，用于当所述判断结果指示满足所述启动判据时，确定内电势幅相直接补偿数据；
电流控制单元，用于将所述内电势幅相直接补偿数据输出前馈至GFM-VSC控制系统的内电势生成环节，以直接改变GFM-VSC系统的内电势，抑制暂态电流。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述判断单元，判断GFM-VSC系统的端口电压是否满足预设启动判据，包括：
将GFM-VSC系统的内电势与端口电压均通过坐标变换矩阵转换至dq坐标系下，包括：
判断dq坐标系下的内电势与端口电压是否满足如下启动判据，并获取判断结果，包括：
其中，ea、eb、ec、uvsc,a、uvsc,b和uvsc,c分别为abc坐标系下GFM-VSC系统的内电势与端口电压；ed、eq、ud和uq分别为dq坐标系下GFM-VSC系统的内电势与端口电压；Tabc/dq为坐标变化矩阵；XF为GFM-VSC系统的低通滤波电感的感抗；IO,max为设备允许的最大电流值。
7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述补偿数据确定单元，当所述判断结果指示满足所述启动判据时，确定内电势幅相直接补偿数据，包括：
确定GFM-VSC系统的内电势相位补偿有效区间，包括：
基于所述内电势相位补偿有效区间确定内电势相位补偿值；
基于所述相位补偿值确定GFM-VSC系统的内电势幅值补偿有效区间，包括：
其中，Δθmin与Δθmax分别为GFM-VSC系统的相位补偿最小值与最大值；ud和uq分别为dq坐标系下GFM-VSC系统的端口电压；XF为GFM-VSC系统的低通滤波电感的感抗；IO,max为设备允许的最大电流值；E* min与E* max分别为补偿后GFM-VSC系统的内电势幅值最小值与最大值；Δθ为GFM-VSC系统的内电势相位补偿值。
基于补偿后GFM-VSC系统的内电势幅值最小值与最大值，确定内电势幅值补偿值。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述补偿数据确定单元，基于补偿后GFM-VSC系统的内电势幅值最小值与最大值，确定内电势幅值补偿值，包括：
ΔE∈(E-E* max，E-E* min)，
其中，ΔE为GFM-VSC系统的内电势幅值补偿值；E为补偿前的内电势幅值；E* min与E* max分别为补偿后GFM-VSC系统的内电势幅值最小值与最大值。
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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