CN117477967A - 一种柔性变压器的控制方法、系统、设备和介质 - Google Patents

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CN117477967A CN202311458370.5A CN202311458370A CN117477967A CN 117477967 A CN117477967 A CN 117477967A CN 202311458370 A CN202311458370 A CN 202311458370A CN 117477967 A CN117477967 A CN 117477967A
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Abstract

本发明申请提供了一种柔性变压器的控制方法、系统、设备和介质，包括：获取柔性变压器负载侧绕组两端的三相电压数据和电流数据；基于所述三相电压数据和电流数据，通过基于dq0坐标系的分量算法和滤波移相算法，计算干扰信号抑制分量，并基于所述干扰信号抑制分量控制所述柔性变压器的换流模块进行抑制；本发明申请采用了基于dq0坐标系的分量算法和滤波移相算法，计算了干扰信号抑制分量并对柔性变压器进行干扰信号抑制，实现了一种较为全面的柔性变压器的抗干扰方法，提高了电路运行的稳定性。

Description

一种柔性变压器的控制方法、系统、设备和介质
技术领域
本发明申请属于电力技术领域，具体涉及一种柔性变压器的控制方法、系统、设备和介质。
背景技术
针对降低碳排放的目标，对于以新能源为主体的新型电力系统需要引导绿色技术创新，并加快建设。着新能源机组大规模接入以及常规火电机组逐步退出，电网运行特性发生深刻变化，导致灵活性调节电源不足，电网动态无功支撑能力弱化，电压高低压越限问题突出，电网调压和潮流控制难度日益加大。柔性变压器因结合电力电子技术与常规电磁变压器的优势，可以用较小容量的换流器实现电力变压器的快速连续、精确调节，提升新型电力系统对新能源的消纳能力，保证电网的可靠运行，因而其应用也愈加广泛。
目前，现有技术通常采用晶闸管控制移相器调节柔性变压器来实现系统电压的灵活调节作用，但控制过程会产生较大的谐波，干扰其他设备的正常运行；另外，对于高比例新能源系统、高比例电力电子设备的“双高”电力系统中还存在着次同步谐振影响系统运行稳定的问题；现有的柔性变压器并未考虑谐波和次同步谐振等干扰信号对于系统运行产生影响的问题。
发明内容
为克服上述现有技术的不足，本发明申请提出一种柔性变压器的控制方法，包括：
获取柔性变压器负载侧绕组两端的三相电压数据和电流数据；
基于所述三相电压数据和电流数据，通过基于dq0坐标系的分量算法和滤波移相算法，计算干扰信号抑制分量，并基于所述干扰信号抑制分量控制所述柔性变压器的换流模块进行抑制。
优选的，所述干扰信号抑制分量包括下述中的一种或多种：三相电压谐波抑制分量和次同步谐振抑制电压分量。
优选的，所述基于所述三相电压数据和电流数据，通过基于dq0坐标系的分量算法和滤波移相算法，计算干扰信号抑制分量，包括：
基于所述三相电压数据，通过基于dq0坐标系的分量算法计算所述三相电压谐波抑制分量；
基于所述电流数据，通过滤波移相算法计算所述次同步谐振抑制电压分量。
优选的，所述基于所述三相电压数据，通过基于dq0坐标系的分量算法计算所述三相电压谐波抑制分量，包括：
基于所述三相电压数据，通过锁相环得到所述三相电压的频率和相位；
基于所述三相电压、所述频率和所述相位，通过dq0坐标系算法计算谐波分量；
通过第一低通滤波器，从所述谐波分量中提取直流量作为第一谐波分量，并基于所述第一谐波分量计算三相电压谐波抑制分量。
优选的，所述谐波分量包括：正序有功分量、正序无功分量、负序有功分量和负序无功分量；所述第一谐波分量包括：第一正序有功分量、第一正序无功分量、第一负序有功分量和第一负序无功分量；所述谐波分量的表达式如下所示：
式中：为正序有功分量；/>为正序无功分量；/>为负序有功分量；/>为负序无功分量；ua、ub和uc为A相、B相和C相的电压；ω为通过电压锁相得到的工频角频率；t表示周期；
所述三相电压谐波抑制分量的表达式如下所示：
式中：uah、ubh和uch分别为A相、B相和C相的电压谐波抑制分量；ua、ub和uc分别为A相、B相和C相的电压；为第一正序有功分量；/>为第一正序无功分量；/>为第一负序有功分量；/>为第一负序无功分量；t表示周期。
优选的，所述基于所述电流数据，通过滤波移相算法计算所述次同步谐振抑制电压分量，包括：
基于所述电流数据，通过第二低通滤波器和带阻滤波器，提取电流中的第一次同步谐振电流分量；
基于所述第一次同步谐振电流分量和相位校正传递函数，计算第二次同步谐振电流分量；
根据预设增益参数和所述第二次同步谐振电流分量计算次同步谐振抑制电压分量，并基于所述次同步谐振抑制电压分量控制所述柔性变压器进行次同步谐振抑制。
优选的，所述第二低通滤波器的传递函数的表达式如下：
式中：Gfilter1(s)为第二低通滤波器传递函数；ω1为第二低通滤波器截止角频率；ξ为阻尼系数；s为拉普拉斯算子；
所述带阻滤波器的传递函数的表达式如下：
式中：Gfilter2(s)为带阻滤波器的传递函数；ω2为带阻滤波器中心角频率；ξ为阻尼系数；s为拉普拉斯算子；
所述相位校正传递函数的表达式如下：
式中：GC(s)为相位校正传递函数；KC为补偿增益；T为时间常数；b为构造参数；s为拉普拉斯算子。
优选的，所述获取柔性变压器负载侧绕组两端的三相电压数据和电流数据之前，还包括：
获取柔性变压器中负载侧绕组两端的电流相位，控制注能换流器输出电压相位与所述电流相位之差为预设值，对所述柔性变压器中的潮流进行稳态控制；
优选的，所述获取柔性变压器负载侧绕组两端的三相电压数据和电流数据之前，还包括：检测柔性变压器负载侧的零序电压和短路电流是否越限，若所述零序电压和短路电流越限，则闭锁取能换流器和注能换流器，并闭合旁路电路，对所述柔性变压器进行故障控制保护。
基于同一发明构思，本发明申请还提供一种柔性变压器的控制系统，包括：
获取模块：用于获取柔性变压器负载侧绕组两端的三相电压数据和电流数据；
干扰抑制模块：用于基于所述三相电压数据和电流数据，通过基于dq0坐标系的分量算法和滤波移相算法，计算干扰信号抑制分量，并基于所述干扰信号抑制分量控制所述柔性变压器的换流模块进行抑制。
优选的，所述干扰抑制模块中干扰信号抑制分量包括下述中的一种或多种：三相电压谐波抑制分量和次同步谐振抑制电压分量。
优选的，所述干扰抑制模块具体用于：
基于所述三相电压数据，通过基于dq0坐标系的分量算法计算所述三相电压谐波抑制分量；
基于所述电流数据，通过滤波移相算法计算所述次同步谐振抑制电压分量。
优选的，所述干扰抑制模块中基于所述三相电压数据，通过基于dq0坐标系的分量算法计算所述三相电压谐波抑制分量，包括：
基于所述三相电压数据，通过锁相环得到所述三相电压的频率和相位；
基于所述三相电压、所述频率和所述相位，通过dq0坐标系算法计算谐波分量；
通过第一低通滤波器，从所述谐波分量中提取直流量作为第一谐波分量，并基于所述第一谐波分量计算三相电压谐波抑制分量。
优选的，所述干扰抑制模块中谐波分量包括：正序有功分量、正序无功分量、负序有功分量和负序无功分量；所述第一谐波分量包括：第一正序有功分量、第一正序无功分量、第一负序有功分量和第一负序无功分量；所述谐波分量的表达式如下所示：
式中：为正序有功分量；/>为正序无功分量；/>为负序有功分量；/>为负序无功分量；ua、ub和uc为A相、B相和C相的电压；ω为通过电压锁相得到的工频角频率；t表示周期；
所述三相电压谐波抑制分量的表达式如下所示：
式中：uah、ubh和uch分别为A相、B相和C相的电压谐波抑制分量；ua、ub和uc分别为A相、B相和C相的电压；为第一正序有功分量；/>为第一正序无功分量；/>为第一负序有功分量；/>为第一负序无功分量；t表示周期。
优选的，所述干扰抑制模块具体用于：
基于所述电流数据，通过第二低通滤波器和带阻滤波器，提取电流中的第一次同步谐振电流分量；
基于所述第一次同步谐振电流分量和相位校正传递函数，计算第二次同步谐振电流分量；
根据预设增益参数和所述第二次同步谐振电流分量计算次同步谐振抑制电压分量，并基于所述次同步谐振抑制电压分量控制所述柔性变压器进行次同步谐振抑制。
优选的，所述干扰抑制模块中第二低通滤波器的传递函数的表达式如下：
式中：Gfilter1(s)为第二低通滤波器传递函数；ω1为第二低通滤波器截止角频率；ξ为阻尼系数；s为拉普拉斯算子；
所述带阻滤波器的传递函数的表达式如下：
式中：Gfilter2(s)为带阻滤波器的传递函数；ω2为带阻滤波器中心角频率；ξ为阻尼系数；s为拉普拉斯算子；
所述相位校正传递函数的表达式如下：
式中：GC(s)为相位校正传递函数；KC为补偿增益；T为时间常数；b为构造参数；s为拉普拉斯算子。
优选的，上述一种柔性变压器的控制系统，还包括：
稳态控制模块:用于获取柔性变压器中负载侧绕组两端的电流相位，控制注能换流器输出电压相位与所述电流相位之差为预设值，对所述柔性变压器中的潮流进行稳态控制。
优选的，上述一种柔性变压器的控制系统，还包括：
故障保护模块：用于检测柔性变压器负载侧的零序电压和短路电流是否越限，若所述零序电压和短路电流越限，则闭锁取能换流器和注能换流器，并闭合旁路电路，对所述柔性变压器进行故障控制保护。
基于同一发明构思，本发明申请还提供一种计算机设备，包括：一个或多个处理器；
存储器，用于存储一个或多个程序；
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，实现上述的一种柔性变压器的控制方法。
基于同一发明构思，本发明申请还提供一种计算机可读存储介质，其上存有计算机程序，所述计算机程序被执行时，实现上述的一种柔性变压器的控制方法。
与最接近的现有技术相比，本发明申请具有的有益效果如下：
本发明申请提供了一种柔性变压器的控制方法、系统、设备和介质，包括：获取柔性变压器负载侧绕组两端的三相电压数据和电流数据；基于所述三相电压数据和电流数据，通过基于dq0坐标系的分量算法和滤波移相算法，计算干扰信号抑制分量，并基于所述干扰信号抑制分量控制所述柔性变压器的换流模块进行抑制；本发明申请采用了基于dq0坐标系的分量算法和滤波移相算法，计算了干扰信号抑制分量并对柔性变压器进行干扰信号抑制，实现了一种较为全面的柔性变压器的抗干扰方法，提高了电路运行的稳定性。
附图说明
图1为本发明申请提供的一种柔性变压器的控制方法的流程示意图；
图2为本发明申请提供的一种柔性变压器系统拓扑示意图；
图3为本发明申请提供的一种多绕组形式的柔性变压器结构示意图；
图4为本发明申请提供的一种柔性变压器结构示意图；
图5为本发明申请提供的一种三电平换流器模块的结构示意图；
图6为本发明申请提供的一种柔性变压器的控制系统结构示意图；
附图标记说明：1-电源侧绕组；2-负载侧绕组；3-负载侧的控制绕组；4-铁芯；5-取能换流器；6-注能换流器；7-旁路电路；8-电源侧电力系统；9-负载侧电力系统。
具体实施方式
下面结合附图对本发明申请的具体实施方式做进一步的详细说明。
实施例1：
本发明申请提供一种柔性变压器的控制方法，具体的流程图如图1所示，具体包括：
步骤1：获取柔性变压器负载侧绕组两端的三相电压数据和电流数据；
步骤2：基于所述三相电压数据和电流数据，通过基于dq0坐标系的分量算法和滤波移相算法，计算干扰信号抑制分量，并基于所述干扰信号抑制分量控制所述柔性变压器的换流模块进行抑制。
步骤1中的柔性变压器，具体结构如图2所示，主要包括：电源侧绕组1、负载侧绕组2、负载侧的控制绕组3、铁芯4、取能换流器5、注能换流器6、旁路电路7和控制保护装置；本发明申请提出的柔性变压器的控制方法是通过其中控制保护装置实现干扰信号的抑制功能的。在本步骤中所获取的三相电压数据主要用于对谐波分量进行抑制，而电流数据主要是对于次同步谐振进行抑制。
步骤2中具体的，干扰信号抑制分量包括下述中的一种或多种：三相电压谐波抑制分量和次同步谐振抑制电压分量。在本发明申请提供的控制方法中主要抑制柔性变压器中的谐波和次同步谐振。
在本公开实施例中，首先检测负载或电源的三相电压ua、ub、uc，通过锁相环得到负载或电源电压的频率和相位，构造与负载或电源电压相位一致的正弦函数sinωt、余弦函数cosωt，其中t表示周期。通过基于dq0坐标系的分量算法计算谐波分量，其中谐波分量包括：正序有功分量、正序无功分量、负序有功分量和负序无功分量。
其中，正序的有功分量正序的无功分量/>负序的有功分量/>负序的无功分量/>的表达式如下：
式中：为正序有功分量；/>为正序无功分量；/>为负序有功分量；/>为负序无功分量；ua、ub和uc分别为ABC三相的电压；ω为通过电压锁相得到的工频角频率；t表示周期；
将上述谐波分量经过第一低通滤波器，提取其中的直流量作为第一谐波分量，其中第一谐波分量包括：第一正序有功分量第一正序无功分量/>第一负序有功分量和第一负序无功分量/>
上述第一低通滤波器的传递函数的表达式如下所示：
其中：GLF(s)为第一低通滤波器；ω0为低通滤波器截止角频率，取值以不影响直流滤波为宜；ξ为阻尼系数，在本公开实施例中取值区间在0.5～0.9取值；s为拉普拉斯算子。
基于上述第一谐波分量可以确定相应的三相基波电压：
式中：为正序的ABC三相的谐波基波电压；/>为负序的ABC三相的谐波基波电压；第一正序有功分量/>第一正序无功分量/>第一负序有功分量/>和第一负序无功分量/>根据上述三相的谐波基波电压，则相应的三相电压谐波抑制分量表达式为：
式中：uah、ubh和uch分别为A相、B相和C相的电压谐波抑制分量；ua、ub和uc分别为A相、B相和C相的电压；为正序的ABC三相的谐波基波电压；/>为负序的ABC三相的谐波基波电压。
将上述谐波基波电压改写为第一谐波分量，则相应的三相电压谐波抑制分量表达式为：
式中：uah、ubh和uch分别为A相、B相和C相的电压谐波抑制分量；ua、ub和uc分别为A相、B相和C相的电压；为第一正序有功分量；/>为第一正序无功分量；/>为第一负序有功分量；/>为第一负序无功分量，其中，t表示周期。
相应的谐波电压补偿策略具体为：
对于需要隔离的负载谐波电压：检测负载侧三相电压，根据上述方法，通过dq0坐标系算法提取负载侧三相电压中谐波分量，并计算负载侧的三相电压谐波抑制分量，控制注能换流器6交流侧反向输出上述三相电压谐波抑制分量，实现负载谐波电压补偿。
对于需要隔离的电网谐波电压：检测电源侧三相电源电压，dq0坐标系算法提取电源电压中的谐波分量，并计算电源侧的三相电压谐波抑制分量，控制注能换流器6交流侧反向输出电源侧的三相电压谐波抑制分量，实现电源谐波电压补偿。
在本公开实施例中，次同步谐振抑制方法，首先，通过电流传感器实时检测柔性变压器负载侧绕组两端的电流数据，通过第二低通滤波器滤除高次谐波分量，再通过带阻滤波器滤除工频分量，得到与次同步谐振电流同频的分量，得到第一次同步谐振电流分量。
其中第二低通滤波器的传递函数的表达式为：
式中：Gfilter1(s)为第二低通滤波器传递函数；ω1为低通滤波器截止角频率，取值以不影响滤波器在次同步频率范围内的幅频和相频特性为宜；ξ为阻尼系数，通常在0.5～0.9取值；s为拉普拉斯算子。
带阻滤波器的传递函数的表达式为：
式中：Gfilter2(s)为带阻滤波器的传递函数；ω2为带阻滤波器中心角频率，取值应兼顾滤波器的滤波性能与动态性能，根据系统实际次同步谐振频段指标要求选取带宽；ξ为阻尼系数，通常在0.5～0.9取值；s为拉普拉斯算子。
经带阻滤波器滤波后，还需要通过相位校正环节对提取的次同步谐振分量进行相位校正。为此，需要首先确定相频偏移角度，在本公开实施例中，角频率的典型取值ω1＝200πrad/s,ω2在98π～102πrad/s取值，是根据系统次同步谐振频段范围确定次同步频段中心角频率ωm，确定第二低通滤波器、带阻滤波器在角频率ωm下的相频偏移角度
求取构造参数b：
式中：b为构造参数；为相频偏移角度。
求取时间常数T：
式中：T为时间常数；ωm为次永不频段中心角频率；b为构造参数。
确定补偿增益KC：
式中：KC为补偿增益；T为时间常数；ωm为次永不频段中心角频率；b为构造参数。
相位校正传递函数可以为：
式中：GC(s)为相位校正传递函数；KC为补偿增益；T为时间常数；b为构造参数；s为拉普拉斯算子。
最后，经过校正后的信号乘以增益K，经限幅后作为注能换流器6的输出指令，这样在系统中等效串联次同步谐振电阻，实现对次同步谐振分量的抑制。K值越大，次同步谐振抑制效果越好。
相应的次同步谐振抑制策略具体为：
实时检测流经柔性变压器的电流，提取负载侧绕组两端的电流的次同步谐振分量，当次同步分量达到一定幅值时，自动切换为次同步谐振抑制模式，通过滤波移相算法计算所述次同步谐振抑制电压分量，并向系统注入上述次同步谐振抑制电压分量，等效为在系统中串联次同步谐振频率正电阻，实现对次同步谐振的抑制。当检测流经柔性变压器的次同步谐振分量电流小于一定幅值时，退出次同步谐振抑制模式。
本发明申请通过基于dq0坐标系的谐波分量算法计算三相电压谐波抑制分量，通过滤波移相算法计算次同步谐振抑制电压分量，并基于上述计算量对柔性变压器进行干扰抑制，实现了一种较为全面的柔性变压器的抗干扰方法，能够提高电路运行的稳定性，本发明申请适合于电能质量要求较高、高压大容量应用场合，是支撑以新能源为主体的新型电力系统安全、稳定、经济运行的新型手段。
在上述公开实施例中，具体的柔性变压器结构包括：电源侧绕组1、负载侧绕组2、负载侧的控制绕组3、铁芯4、取能换流器5、注能换流器6、旁路电路7和控制保护装置；其还可以包括耦合变压器，耦合变压器的一侧与所述注能换流器6的交流侧相连，所述耦合变压器的另一侧与所述旁路电路相连。本发明申请提出的柔性变压器中耦合变压器可适配系统补偿电压、电流，实现系统侧与换流器侧隔离；对于级联三电平、级联两电平换流器，耦合变压器可以为多绕组结构，能够实现换流器接入系统。对于注能换流器6仅有一个交流输出端的，有无耦合变压器，均可实现谐波电压补偿。
对于柔性变压器中负载侧电力系统9可采用中性点经电阻或消弧线圈接地方式，降低系统绝缘。电源侧电力系统8与电源侧绕组1相连。取能换流器5交流侧、注能换流器6交流侧可以根据需要配置交流滤波器、避雷器。
上述柔性变压器中控制绕组还可以为多个绕组的形式，具体如图3和图4所示。取能换流器5为AC/DC换流器，可以采用三电平换流器直流侧级联的形式，具体如图5所示。注能换流器6为DC/AC换流器，可以采用电平换流器直流侧级联的形式。取能换流器5与所述注能换流器6之间可以采用背靠背级联H桥结构。
上述柔性变压其中的旁路电路7还可以采用反并联连接的晶闸管阀再并联机械开关方式，如图3所示，可实现微秒级旁路开关。或者旁路电路7也可以采用全控器件反向并联二极管并反向串联再并联机械开关方式如图4，实现微秒级旁路开关。如果是换流器永久性故障，可进一步闭合机械开关，实现故障有效隔离。本方案旁路电路导通与开断均可在微秒级快速可控。相比于纯机械开关，导通与开断快速可控。
上述柔性变压器的基本工作原理是，控制取能换流器5，稳定其直流侧电压，控制注能换流器6交流侧输出与系统同频率的可控电压，其幅值、相位可任意调整，与负载侧绕组2串联，动态调节负载侧电力系统9电压，也可控制系统输送的潮流。检测电力系统电压或者柔性变压器的电流，提取相应的谐波分量及次同步谐振电流分量，根据提取的分量控制注能换流器6交流侧反向输出电压谐波抑制分量或输出次同步谐振抑制电压分量，实现电源谐波电压补偿和次同步谐振抑制。当换流器内部发生故障时，旁路电路7导通，同时闭锁取能换流器5、注能换流器6，这样不影响电力变压器的正常工作。
上述柔性变压器，还可以有以下控制保护策略：
1)稳态控制策略，包括：
①输出阻抗控制：控制注能换流器6输出电压与负载侧电力系统9电流相差90°，等效在负载侧电力系统9中串联阻抗，通过调节输出阻抗大小来控制潮流。
②线路功率控制：控制所接入的回路传输的功率恒定，动态调整功率目标值，可实现多回线路潮流均衡，调节断面潮流，防止线路潮流过载。
③相间均衡控制：动态调节A、B、C相等效串联阻抗，均衡相间潮流。
2)启动策略，包括：
启动前，保持旁路电路闭合，取能换流器5、注能换流器6闭锁。
闭合电源侧绕组1侧开关，接入电源侧电力系统8，通过取能换流器5的二极管给直流侧电容充电。
解锁并控制取能换流器5，将直流电压稳定在目标值附近。
打开旁路电路7。
解锁并控制注能换流器6。
闭合负载侧绕组2开关，接入负载侧电力系统9。
完成启动过程。
3)故障控制保护策略，包括：
当发生非对称故障时，系统零序电压有所升高，检测系统零序电压。当零序电压未越限时，控制保护不动作；当零序电压越限时，闭锁取能换流器5、注能换流器6，并闭合旁路电路7，对换流器实现保护，待故障清除后，打开旁路电路7，解锁注能换流器6、取能换流器5，重新投入换流器。
当发生对称短路故障时，系统短路电流增加。当负载侧电力系统9线路电流未越限时，控制保护不动作；当负载侧电力系统9线路电流越限时，闭锁取能换流器5、注能换流器6，并闭合旁路电路7，对换流器实现保护，待故障清除后，打开旁路电路7，解锁注能换流器6、取能换流器5，重新投入换流器。
实施例2：
基于同一发明构思，本发明申请还提供一种柔性变压器的控制系统，具体的结构示意图如图6所示，包括：
获取模块：用于获取柔性变压器负载侧绕组两端的三相电压数据和电流数据；
干扰抑制模块：用于基于所述三相电压数据和电流数据，通过基于dq0坐标系的分量算法和滤波移相算法，计算干扰信号抑制分量，并基于所述干扰信号抑制分量控制所述柔性变压器的换流模块进行抑制。
优选的，所述干扰抑制模块中干扰信号抑制分量包括下述中的一种或多种：三相电压谐波抑制分量和次同步谐振抑制电压分量。
优选的，所述干扰抑制模块具体用于：
基于所述三相电压数据，通过基于dq0坐标系的分量算法计算所述三相电压谐波抑制分量；
基于所述电流数据，通过滤波移相算法计算所述次同步谐振抑制电压分量。
优选的，所述干扰抑制模块中基于所述三相电压数据，通过基于dq0坐标系的分量算法计算所述三相电压谐波抑制分量，包括：
基于所述三相电压数据，通过锁相环得到所述三相电压的频率和相位；
基于所述三相电压、所述频率和所述相位，通过dq0坐标系算法计算谐波分量；
通过第一低通滤波器，从所述谐波分量中提取直流量作为第一谐波分量，并基于所述第一谐波分量计算三相电压谐波抑制分量。
优选的，所述干扰抑制模块中谐波分量包括：正序有功分量、正序无功分量、负序有功分量和负序无功分量；所述第一谐波分量包括：第一正序有功分量、第一正序无功分量、第一负序有功分量和第一负序无功分量；所述谐波分量的表达式如下所示：
式中：为正序有功分量；/>为正序无功分量；/>为负序有功分量；/>为负序无功分量；ua、ub和uc为A相、B相和C相的电压；ω为通过电压锁相得到的工频角频率；t表示周期；
所述三相电压谐波抑制分量的表达式如下所示：
式中：uah、ubh和uch分别为A相、B相和C相的电压谐波抑制分量；ua、ub和uc分别为A相、B相和C相的电压；为第一正序有功分量；/>为第一正序无功分量；/>为第一负序有功分量；/>为第一负序无功分量；t表示周期。
优选的，所述干扰抑制模块具体用于：
基于所述电流数据，通过第二低通滤波器和带阻滤波器，提取电流中的第一次同步谐振电流分量；
基于所述第一次同步谐振电流分量和相位校正传递函数，计算第二次同步谐振电流分量；
根据预设增益参数和所述第二次同步谐振电流分量计算次同步谐振抑制电压分量，并基于所述次同步谐振抑制电压分量控制所述柔性变压器进行次同步谐振抑制。
优选的，所述干扰抑制模块中第二低通滤波器的传递函数的表达式如下：
式中：Gfilter1(s)为第二低通滤波器传递函数；ω1为第二低通滤波器截止角频率；ξ为阻尼系数；s为拉普拉斯算子；
所述带阻滤波器的传递函数的表达式如下：
式中：Gfilter2(s)为带阻滤波器的传递函数；ω2为带阻滤波器中心角频率；ξ为阻尼系数；s为拉普拉斯算子；
所述相位校正传递函数的表达式如下：
式中：GC(s)为相位校正传递函数；KC为补偿增益；T为时间常数；b为构造参数；s为拉普拉斯算子。
优选的，上述一种柔性变压器的控制系统，还包括：
稳态控制模块:用于获取柔性变压器中负载侧绕组两端的电流相位，控制注能换流器输出电压相位与所述电流相位之差为预设值，对所述柔性变压器中的潮流进行稳态控制。
优选的，上述一种柔性变压器的控制系统，还包括：
故障保护模块：用于检测柔性变压器负载侧的零序电压和短路电流是否越限，若所述零序电压和短路电流越限，则闭锁取能换流器和注能换流器，并闭合旁路电路，对所述柔性变压器进行故障控制保护。
本发明申请通过获取模块和干扰抑制模块，基于dq0坐标系的谐波分量算法和滤波移相算法计算了干扰信号抑制分量，并基于上述分量对柔性变压器进行干扰抑制，实现了一种较为全面的柔性变压器的抗干扰方法，提高了电路运行的稳定性。
实施例3：
基于同一种发明构思，本发明申请还提供了一种计算机设备，该计算机设备包括处理器以及存储器，所述存储器用于存储计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，所述处理器用于执行所述计算机存储介质存储的程序指令。处理器可能是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(DigitalSignal Processor、DSP)、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable GateArray，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等，其是终端的计算核心以及控制核心，其适于实现一条或一条以上指令，具体适于加载并执行计算机存储介质内一条或一条以上指令从而实现相应方法流程或相应功能，以实现上述实施例中一种柔性变压器的控制方法的步骤。
实施例4：
基于同一种发明构思，本发明申请还提供了一种存储介质，具体为计算机可读存储介质(Memory)，所述计算机可读存储介质是计算机设备中的记忆设备，用于存放程序和数据。可以理解的是，此处的计算机可读存储介质既可以包括计算机设备中的内置存储介质，当然也可以包括计算机设备所支持的扩展存储介质。计算机可读存储介质提供存储空间，该存储空间存储了终端的操作系统。并且，在该存储空间中还存放了适于被处理器加载并执行的一条或一条以上的指令，这些指令可以是一个或一个以上的计算机程序(包括程序代码)。需要说明的是，此处的计算机可读存储介质可以是高速RAM存储器，也可以是非不稳定的存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。可由处理器加载并执行计算机可读存储介质中存放的一条或一条以上指令，以实现上述实施例中一种柔性变压器的控制方法的步骤。
本领域内的技术人员应明白，本发明申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明申请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，本发明申请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。
本发明申请是参照根据本发明申请实施例的方法、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:以上实施例仅用于说明本发明申请的技术方案而非对其保护范围的限制,尽管参照上述实施例对本发明申请进行了详细的说明,所属领域的普通技术人员应当理解:本领域技术人员阅读本发明申请后依然可对申请的具体实施方式进行种种变更、修改或者等同替换，但这些变更、修改或者等同替换，均在申请待批的权利要求保护范围之内。

Claims (20)

1.一种柔性变压器的控制方法，其特征在于，包括：
获取柔性变压器负载侧绕组两端的三相电压数据和电流数据；
基于所述三相电压数据和电流数据，通过基于dq0坐标系的分量算法和滤波移相算法，计算干扰信号抑制分量，并基于所述干扰信号抑制分量控制所述柔性变压器的换流模块进行抑制。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述干扰信号抑制分量包括下述中的一种或多种：三相电压谐波抑制分量和次同步谐振抑制电压分量。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述三相电压数据和电流数据，通过基于dq0坐标系的分量算法和滤波移相算法，计算干扰信号抑制分量，包括：
基于所述三相电压数据，通过基于dq0坐标系的分量算法计算所述三相电压谐波抑制分量；
基于所述电流数据，通过滤波移相算法计算所述次同步谐振抑制电压分量。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所述三相电压数据，通过基于dq0坐标系的分量算法计算所述三相电压谐波抑制分量，包括：
基于所述三相电压数据，通过锁相环得到所述三相电压的频率和相位；
基于所述三相电压、所述频率和所述相位，通过dq0坐标系算法计算谐波分量；
通过第一低通滤波器，从所述谐波分量中提取直流量作为第一谐波分量，并基于所述第一谐波分量计算三相电压谐波抑制分量。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述谐波分量包括：正序有功分量、正序无功分量、负序有功分量和负序无功分量；所述第一谐波分量包括：第一正序有功分量、第一正序无功分量、第一负序有功分量和第一负序无功分量；所述谐波分量的表达式如下所示：
式中：为正序有功分量；/>为正序无功分量；/>为负序有功分量；/>为负序无功分量；ua、ub和uc为A相、B相和C相的电压；ω为通过电压锁相得到的工频角频率；t表示周期；
所述三相电压谐波抑制分量的表达式如下所示：
式中：uah、ubh和uch分别为A相、B相和C相的电压谐波抑制分量；ua、ub和uc分别为A相、B相和C相的电压；为第一正序有功分量；/>为第一正序无功分量；/>为第一负序有功分量；/>为第一负序无功分量；t表示周期。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所述电流数据，通过滤波移相算法计算所述次同步谐振抑制电压分量，包括：
基于所述电流数据，通过第二低通滤波器和带阻滤波器，提取电流中的第一次同步谐振电流分量；
基于所述第一次同步谐振电流分量和相位校正传递函数，计算第二次同步谐振电流分量；
根据预设增益参数和所述第二次同步谐振电流分量计算次同步谐振抑制电压分量，并基于所述次同步谐振抑制电压分量控制所述柔性变压器进行次同步谐振抑制。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述第二低通滤波器的传递函数的表达式如下：
式中：Gfilter1(s)为第二低通滤波器传递函数；ω1为第二低通滤波器截止角频率；ξ为阻尼系数；s为拉普拉斯算子；
所述带阻滤波器的传递函数的表达式如下：
式中：Gfilter2(s)为带阻滤波器的传递函数；ω2为带阻滤波器中心角频率；ξ为阻尼系数；s为拉普拉斯算子；
所述相位校正传递函数的表达式如下：
式中：GC(s)为相位校正传递函数；KC为补偿增益；T为时间常数；b为构造参数；s为拉普拉斯算子。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取柔性变压器负载侧绕组两端的三相电压数据和电流数据之前，还包括：
获取柔性变压器中负载侧绕组两端的电流相位，控制注能换流器输出电压相位与所述电流相位之差为预设值，对所述柔性变压器中的潮流进行稳态控制。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取柔性变压器负载侧绕组两端的三相电压数据和电流数据之前，还包括：
检测柔性变压器负载侧的零序电压和短路电流是否越限，若所述零序电压和短路电流越限，则闭锁取能换流器和注能换流器，并闭合旁路电路，对所述柔性变压器进行故障控制保护。
10.一种柔性变压器的控制系统，其特征在于，包括：
获取模块：用于获取柔性变压器负载侧绕组两端的三相电压数据和电流数据；
干扰抑制模块：用于基于所述三相电压数据和电流数据，通过基于dq0坐标系的分量算法和滤波移相算法，计算干扰信号抑制分量，并基于所述干扰信号抑制分量控制所述柔性变压器的换流模块进行抑制。
11.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述干扰抑制模块中干扰信号抑制分量包括下述中的一种或多种：三相电压谐波抑制分量和次同步谐振抑制电压分量。
12.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述干扰抑制模块具体用于：
基于所述三相电压数据，通过基于dq0坐标系的分量算法计算所述三相电压谐波抑制分量；
基于所述电流数据，通过滤波移相算法计算所述次同步谐振抑制电压分量。
13.根据权利要求12所述的系统，其特征在于，所述干扰抑制模块中基于所述三相电压数据，通过基于dq0坐标系的分量算法计算所述三相电压谐波抑制分量，包括：
基于所述三相电压数据，通过锁相环得到所述三相电压的频率和相位；
基于所述三相电压、所述频率和所述相位，通过dq0坐标系算法计算谐波分量；
通过第一低通滤波器，从所述谐波分量中提取直流量作为第一谐波分量，并基于所述第一谐波分量计算三相电压谐波抑制分量。
14.根据权利要求13所述的系统，其特征在于，所述干扰抑制模块中谐波分量包括：正序有功分量、正序无功分量、负序有功分量和负序无功分量；所述第一谐波分量包括：第一正序有功分量、第一正序无功分量、第一负序有功分量和第一负序无功分量；所述谐波分量的表达式如下所示：
式中：为正序有功分量；/>为正序无功分量；/>为负序有功分量；/>为负序无功分量；ua、ub和uc为A相、B相和C相的电压；ω为通过电压锁相得到的工频角频率；t表示周期；
所述三相电压谐波抑制分量的表达式如下所示：
式中：uah、ubh和uch分别为A相、B相和C相的电压谐波抑制分量；ua、ub和uc分别为A相、B相和C相的电压；为第一正序有功分量；/>为第一正序无功分量；/>为第一负序有功分量；/>为第一负序无功分量；t表示周期。
15.根据权利要求12所述的系统，其特征在于，所述干扰抑制模块具体用于：
基于所述电流数据，通过第二低通滤波器和带阻滤波器，提取电流中的第一次同步谐振电流分量；
基于所述第一次同步谐振电流分量和相位校正传递函数，计算第二次同步谐振电流分量；
根据预设增益参数和所述第二次同步谐振电流分量计算次同步谐振抑制电压分量，并基于所述次同步谐振抑制电压分量控制所述柔性变压器进行次同步谐振抑制。
16.根据权利要求15所述的系统，其特征在于，所述干扰抑制模块中第二低通滤波器的传递函数的表达式如下：
式中：Gfilter1(s)为第二低通滤波器传递函数；ω1为第二低通滤波器截止角频率；ξ为阻尼系数；s为拉普拉斯算子；
所述带阻滤波器的传递函数的表达式如下：
式中：Gfilter2(s)为带阻滤波器的传递函数；ω2为带阻滤波器中心角频率；ξ为阻尼系数；s为拉普拉斯算子；
所述相位校正传递函数的表达式如下：
式中：GC(s)为相位校正传递函数；KC为补偿增益；T为时间常数；b为构造参数；s为拉普拉斯算子。
17.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，还包括：
稳态控制模块:用于获取柔性变压器中负载侧绕组两端的电流相位，控制注能换流器输出电压相位与所述电流相位之差为预设值，对所述柔性变压器中的潮流进行稳态控制。
18.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，还包括：
故障保护模块：用于检测柔性变压器负载侧的零序电压和短路电流是否越限，若所述零序电压和短路电流越限，则闭锁取能换流器和注能换流器，并闭合旁路电路，对所述柔性变压器进行故障控制保护。
19.一种计算机设备，其特征在于，包括：一个或多个处理器；
存储器，用于存储一个或多个程序；
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，实现如权利要求1至9中任一项所述的一种柔性变压器的控制方法。
20.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存有计算机程序，所述计算机程序被执行时，实现如权利要求1至9中任一项所述的一种柔性变压器的控制方法。
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