柔性互联开关电网电压异常耐受控制方法、设备及介质与流程

本发明涉及配电网柔性互联、电力电子，尤其是涉及一种柔性互联开关电网电压异常耐受控制方法、设备及介质。

背景技术：

1、传统交流电网在系统稳定性和可靠性上具备着显著的优势，然而，一方面，随着经济快速发展，全社会用电负荷持续增加，馈线负荷不均衡的问题十分突出。传统配电网的控制能力不足，无法有效地解决馈线堵塞等问题。因此，配网系统实际运行容量会被首先达到额定容量上限的馈线所限制，运行时往往远低于配电网的设计容量，严重影响配电网的经济运行。另一方面，发展风能和太阳能等可再生能源成为了全球趋势。作为分布式能源，风能和太阳能等具有间歇性、波动性和不确定性的特点，并网时易加剧电压越限、双向潮流等问题，在电压控制、暂稳态稳定性等方面给配电网带来了严峻的技术挑战。

2、现有柔性互联装置的主流拓扑主要采用背靠背电压源型逆变器，由多个电压源型逆变器通过共用直流母线形成。能够实现多向的潮流运行，与馈线有功功率和无功功率的解耦控制。然而，该拓扑为全功率电压源型逆变器的构成方式，端口拓展成本高，具有价格昂贵、体积大、占地面积大、损耗高等一系列缺点。

3、feng等人在anovel embedded muti-port flexible alternative currentinterconnector for distribution network(一种新型的嵌入式多端口柔性配电网交流互连器)文中提出了一种串并联型柔性互联拓扑(serial-shunt type soft normallyopen point，ss-snop)，如图2所示，该拓扑通过与馈线串联的多端口互联模块(multi-portinterconnection module，mim)实现串联电压型潮流调节功能，并联部分为级联h桥(cascaded h-bridge，chb)型的静止同步补偿器(static synchronous compensator，statcom)，为系统提供无功支撑。ss-snop实现了多条馈线之间的柔性互联。

4、在上述柔性互联装置应用于配电网，组成多馈线柔性互联系统时，存在所互联馈线节点电压含谐波的情况，会影响装置的正常运行。一方面，电压谐波会影响锁相环(phaselocked loop，pll)的正常工作，以及馈线节点电压作为控制前馈项，会给控制环引入谐波，影响控制环的工作。另一方面，此类装置多端口之间存在功率交互，mim与各馈线为串联连接关系，意味着馈线间具有强电气耦合特性。当部分馈线节点电压存在电压谐波时，该谐波分量会通过mim向其它馈线注入谐波电流，进而影响更多端口的正常工作。因此，需要一种方法，实现在馈线电压谐波存在时，柔性互联开关其它端口不受谐波影响且装置正常工作的控制方法。

技术实现思路

1、本发明的目的就是为了提供一种提高柔性互联开关的异常耐受性的柔性互联开关电网电压异常耐受控制方法、设备及介质。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

3、一种柔性互联开关电网电压异常耐受控制方法，包括以下步骤：

4、s1、获取柔性互联装置所联交流馈线的节点电压；

5、s2、基于所述节点电压，检测是否存在谐波分量，若是，则执行步骤s3，若否，则等待下一次检测，执行步骤s2；

6、s3、基于所述节点电压，以平衡馈线基频电压定向的同步旋转进行坐标变换；

7、s4、基于经过同步旋转坐标变换的节点电压，分离出节点电压基频分量；

8、s5、基于平衡馈线基频电压定向的同步旋转坐标反变换，将节点电压基频分量反变换回原始坐标系下，计算节点电压倍频谐波分量；

9、s6、将所述节点电压倍频谐波分量作为调制信号的一部分，叠加在含有直流与电压基频分量的串联变换器调制波上；

10、s7、重复执行步骤s2-s7，最终输出与节点电压倍频谐波分量相反的电压分量，以实现对电网电压的异常控制。

11、进一步地，所述柔性互联装置所联交流馈线的节点电压通过电压传感器进行采集。

12、进一步地，所述电压传感器的型号为acs712。

13、进一步地，所述检测是否存在谐波分量的具体步骤包括：

14、将所述节点电压转化为电压波形数据；

15、将所述电压波形数据，采用频谱分析方法获得频谱图；

16、检测所述频谱图是否存在谐波分量。

17、进一步地，低通滤波方式分离出所述电压基频分量。

18、进一步地，所述节点电压倍频谐波分量的计算表达式为：

19、vk_h(t)＝vk_node(t)-vk(t)

20、其中，vk_h(t)为馈线k节点电压的h倍频谐波分量，vk_node(t)为馈线k的节点电压，vk(t)为馈线k的节点电压基频分量。

21、进一步地，所述同步旋转进行坐标变换为将节点电压变换到dq坐标系下。

22、进一步地，所述同步旋转坐标反变换为将节点电压基频分量反变换回abc坐标系下。

23、本发明还提供一种电子设备，包括：一个或多个处理器；存储器；和被存储在存储器中的一个或多个程序，所述一个或多个程序包括用于执行如上所述柔性互联开关电网电压异常耐受控制方法的指令。

24、本发明还提供一种计算机可读存储介质，包括供电子设备的一个或多个处理器执行的一个或多个程序，所述一个或多个程序包括用于执行如上所述柔性互联开关电网电压异常耐受控制方法的指令。

25、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

26、(1)当柔性互联装置所联交流馈线存在电压谐波时，本发明通过从节点电压中分离出基频分量和倍频谐波分量，使得装置对应端口的串联变换器输出和谐波电压相反的电压分量，抵消节点电压谐波的影响，从而提高柔性互联开关的异常耐受性。

27、(2)本发明分离出节点电压谐波分量，避免进入控制环的电压分量影响系统控制，而且主动对馈线节点电压谐波进行抵消处理，消除电压谐波对其它馈线端口的影响。

28、(3)本发明无需添加物理元件，方法易于实现。

技术特征：

1.一种柔性互联开关电网电压异常耐受控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种柔性互联开关电网电压异常耐受控制方法，其特征在于，所述柔性互联装置所联交流馈线的节点电压通过电压传感器进行采集。

3.根据权利要求2所述的一种柔性互联开关电网电压异常耐受控制方法，其特征在于，所述电压传感器的型号为acs712。

4.根据权利要求1所述的一种柔性互联开关电网电压异常耐受控制方法，其特征在于，所述检测是否存在谐波分量的具体步骤包括：

5.根据权利要求1所述的一种柔性互联开关电网电压异常耐受控制方法，其特征在于，低通滤波方式分离出所述电压基频分量。

6.根据权利要求1所述的一种柔性互联开关电网电压异常耐受控制方法，其特征在于，所述节点电压倍频谐波分量的计算表达式为：

7.根据权利要求1所述的一种柔性互联开关电网电压异常耐受控制方法，其特征在于，所述同步旋转进行坐标变换为将节点电压变换到dq坐标系下。

8.根据权利要求1所述的一种柔性互联开关电网电压异常耐受控制方法，其特征在于，所述同步旋转坐标反变换为将节点电压基频分量反变换回abc坐标系下。

9.一种电子设备，其特征在于，包括：

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，包括供电子设备的一个或多个处理器执行的一个或多个程序，所述一个或多个程序包括用于执行如权利要求1-8任一所述柔性互联开关电网电压异常耐受控制方法的指令。

技术总结
本发明涉及一种柔性互联开关电网电压异常耐受控制方法、设备及介质，包括以下步骤：S1、获取节点电压；S2、检测节点电压是否存在谐波分量，若是，执行S3，若否，等待下一次检测，执行S2；S3、基于节点电压，进行坐标变换；S4、基于坐标变换结果，分离出节点电压基频分量；S5、将基频分量反变换回原始坐标系下，计算节点电压倍频谐波分量；S6、将倍频谐波分量作为调制信号的一部分，叠加在含有直流与基频分量的串联变换器调制波上；S7、重复执行步骤S2‑S7，最终输出与倍频谐波分量相反的电压分量，以实现对电网电压的异常控制。与现有技术相比，本发明使得柔性互联开关不受谐波影响，提高了柔性互联开关的异常耐受性。

技术研发人员：黄华,陈冉,张鹏,施刚,周剑桥,张建文
受保护的技术使用者：国网上海市电力公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/1