一种构网型逆变器控制方法

技术领域

本发明涉及逆变器控制技术领域，尤其涉及一种构网型逆变器控制方法。

背景技术

构网型(Grid-Forming,GFM)控制策略是一种能够使变流器可以在无同步发电机的条件下支撑电网的控制策略，构网型控制策略主要是模拟同步发电机的发电特性和频率同步机理实现自同步功能，并且输出给定的电压幅值和相位。与通过控制有功电流和无功电流来调节有功和无功功率注入的传统的随网型逆变器不同，构网型逆变器通过调节公共耦合点(PCC)电压的幅值和相位来控制注入功率。构网型逆变器对电网故障的响应与随网型逆变器的响应有很大不同，构网型逆变器可以对任何电网事件及时做出快速反应，而随网型逆变器需要实时检测当前的实际运行情况。尽管这种快速反应优于随网型逆变器，能够在电网故障时保持并网运行状态，但在实际应用中，由于构网型控制表现为电压源特性，电网故障引起的逆变器电流快速增长会带来过流问题。传统的同步发电机可以支持高达其额定电流7倍的电流，但构网型逆变器只能处理20％～50％的过电流，因此需要考虑构网型逆变器的故障限流措施。

目前的构网型逆变器限流措施通常采用控制类型切换的方式，比如在电流不超过允许值时，保持构网型控制的并网运行，在检测到故障时，则切换至电网跟随模式或直接脱网运行，这种运行方式不能更好的发挥构网型逆变器的作用，而且电网故障，有时候可能只是临时性的问题，短暂性过流，不会达到上限，但是对应控制方法做出了应变，从而影响其真正使用。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种构网型逆变器控制方法，以解决现有控制类型的切换方式不能更好的发挥构网型逆变器的作用的问题。

基于上述目的，本发明提供了一种构网型逆变器控制方法，包括以下步骤：

S1、将构网型逆变器作为分析对象，将构网型逆变器所在电路作为目标对象，获取目标对象在目标时段出现的所有故障情况，并得到每一次故障的故障电流攀升模型；

S2、根据分析对象所能承受的最大电流值，即承受上限，从故障电流攀升模型中进行筛选，将电流最高值不低于设定的量化线且小于承受上限的故障电流攀升模型标记为浮动区间模型，将电流最高值不低于承受上限的故障电流攀升模型标记为超标模型；

S3、对浮动区间模型进行分析，得到所有的浮动区间模型的极限斜率和均斜率；

S4、根据浮动区间模型的极限斜率和均斜率的数值分布情况，分别确定极限浮动区间和均浮动区间；

S5、对超标模型进行分析，得到所有的超标模型的极限斜率和均斜率，其中超标模型的极限斜率为是设定的分析对象的上限电流出现之前的最大斜率；

S6、根据超标模型的极限斜率和均斜率的数值分布情况，按照步骤S4中同样的方式分别确定危险浮动区间和危险均区间；

S7、对分析对象的实时情况进行监控，获取分析对象的实时电流和电流的瞬时增长速度，根据瞬时增长速度最高达到的区间，当分析对象的实时电流达到该区间对应的预设最大电流时，产生切换信号，将分析对象切换至电网跟随模式或脱网运行。

优选地，目标时段为当前时间至六个月前的时段。

优选地，步骤S1中，所述故障电流攀升模型的获取方式包括：

在目标对象产生故障时，倒推两个预设的单位时间段，之后每间隔一个单位时间段获取一次目标对象的实时电流，连续获取X

绘制时间与实时电流值的图形，得到对应的目标对象故障电流攀升模型。

优选地，步骤S1中的预设值X

优选地，步骤S2中，量化线设定为承受上限的0.8倍。

优选地，步骤S3中，得到所有的浮动区间模型的极限斜率和均斜率的方法包括：

S31、任选一浮动区间模型，获取到其电流的最大值，将其标记为上限流值；

S32、获取该浮动区间模型中的最大斜率所在点，标记为极限斜率；

S33、获取该浮动区间模型中从初始时的电流值变化到上限流值时的斜率，标记为均斜率；

对其余所有的浮动区间模型进行步骤S31-S33的处理，得到所有的浮动区间模型的极限斜率和均斜率，分别为G

优选地，步骤S4中确定极限浮动区间和均浮动区间的方法为：

S41、获取G

；

S42、若W小于X

S43、按照|G

S44、判断W是否小于X

按照步骤S41-S44的相同远离对P

优选地，步骤S7具体包括：

当实时电流的瞬时增长速度最高仅仅达到均浮动区间时，此时在电流值达到分析对象所能承受的最大电流的百分之95时，产生切换信号，将分析对象切换至电网跟随模式或直接脱网运行；

当实时电流的瞬时增长速度最高达到极限浮动区间时，此时在电流值达到分析对象所能承受的最大电流的百分之90时，产生切换信号，将分析对象切换至电网跟随模式或直接脱网运行；

当实时电流的瞬时增长速度最高达到危险均区间时，此时在电流值达到分析对象所能承受的最大电流的百分之85时，产生切换信号，将分析对象切换至电网跟随模式或直接脱网运行；

当实时电流的瞬时增长速度最高达到危险浮动区间时，此时在电流值达到分析对象所能承受的最大电流的百分之80时，产生切换信号，将分析对象切换至电网跟随模式或直接脱网运行。

优选地，步骤S6中，瞬时增长速度最高具体为在电流上升到分析对象所能承受的最大电流的80%前，瞬时增长速度的最大值。

本发明的有益效果：本发明能够划分出极限浮动区间、均浮动区间、危险浮动区间和危险均区间，从而根据分析对象的实时监控到的电流值，确定当前采用何种的控制方式，能够灵活根据不同情况和过往数据表现，做出适宜的决定，更能有效的进行构网型逆变器的灵活控制，本发明简单有效，且易于实用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例的构网型逆变器控制方法流程示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进一步详细说明。

需要说明的是，除非另外定义，本发明使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

如图1所示，本说明书实施例提供一种构网型逆变器控制方法，包括以下步骤：

S1、将构网型逆变器作为分析对象，将构网型逆变器所在电路作为目标对象，获取目标对象在目标时段出现的所有故障情况，并得到每一次故障的故障电流攀升模型，在本实施例中，目标时段设定为从当前时间往前推六个月，即六个月前到当前时间的时段，当然此处也可以采用其他时间，具体可由管理员设定，首先在目标对象产生故障时，会往前推两个单位时间段，之后每隔单位时间段，之后每间隔一个单位时间段获取一次目标对象的实时电流，连续获取X

S2、根据分析对象所能承受的最大电流值，即承受上限，从故障电流攀升模型中进行筛选，将电流最高值不低于设定的量化线且小于承受上限的故障电流攀升模型标记为浮动区间模型，将电流最高值不低于承受上限的故障电流攀升模型标记为超标模型，举例来说，具体筛选方式为：

首先获取到对应分析对象所能承受的最高电流值，将其标记为承受上限，将承受上限乘以0.8之后得到的数值标记为量化线，将故障电流攀升模型中电流最高值低于量化线的全部去除；

将故障电流攀升模型中电流最高值不低于量化线且小于承受上限的标记为浮动区间模型；

将剩余的故障电流攀升模型标记为超标模型。

S3、对浮动区间模型进行分析，得到所有的浮动区间模型的极限斜率和均斜率，举例来说，具体分析方式为：

S31、任选一浮动区间模型，获取到其电流的最大值，将其标记为上限流值；

S32、获取该浮动区间模型中的最大斜率所在点，标记为极限斜率；

S33、获取该浮动区间模型中从初始时的电流值变化到上限流值时的斜率，标记为均斜率；

S34、对其余所有的浮动区间模型进行步骤S31-S33的处理，得到所有的浮动区间模型的极限斜率和均斜率，分别为G

S4、根据浮动区间模型的极限斜率和均斜率的数值分布情况，分别确定极限浮动区间和均浮动区间，具体来说确定极限浮动区间和均浮动区间包括：

S41：获取到Gi的均值，将其标记为P，之后利用公式计算Gi的偏离值W，具体计算公式为：

；

S42：当W小于等于X2时，此时自动将Gi的最小值到最大值的区间标定为极限浮动区间；

否则，会自动按照|Gi-P|从大到小的方式，依次序选中对应的Gi值，每选中一个Gi值，就将其删除，并自动计算剩余的Gi的W值，若W值还是大于X2，则依次序选中下一个Gi值，进行删除后重新计算W值，直到W值小于等于X2，获取到此时删除的Gi值的个数，将其除以n得到删除占比，若删除占比低于X3，则将剩余的Gi值中最小值到最大值的范围标记为极限浮动区间，否则就按照原始的Gi中最小值和最大值确定极限浮动区间；

此处X2和X3均为预设数值；

S43：得到极限浮动区间；

S44：按照步骤S41-S43的相同原理对Pi进行处理，将最终得到的结果标记为均浮动区间。

S5、对超标模型进行分析，得到所有的超标模型的极限斜率和均斜率，其中超标模型的极限斜率为是设定的分析对象的上限电流出现之前的最大斜率，具体分析方式包括：

S51、任选一超标模型，获取到其电流的最大值，将其标记为上限流值；

S52、获取该超标模型中的最大斜率所在点，标记为极限斜率；

S53、获取该超标模型中从初始时的电流值变化到上限流值时的斜率，标记为均斜率；

S54、对其余所有的超标模型进行步骤S51-S53的处理，得到所有的超标模型的极限斜率和均斜率，分别为G

举例来说，上述设定的分析对象的上限电流为分析对象所能承受的最大电流的95%。

S6、根据超标模型的极限斜率和均斜率的数值分布情况，按照步骤S4中同样的方式分别确定危险浮动区间和危险均区间；

S7、对分析对象的实时情况进行监控，获取分析对象的实时电流和电流的瞬时增长速度，根据瞬时增长速度最高达到的区间，当分析对象的实时电流达到该区间对应的预设最大电流时，产生切换信号，将分析对象切换至电网跟随模式或脱网运行，作为一种实施方式，具体分析过程为：

当实时电流的瞬时增长速度最高仅仅达到均浮动区间时，此时在电流值达到分析对象所能承受的最大电流的百分之95时，产生切换信号，将分析对象切换至电网跟随模式或直接脱网运行；

当实时电流的瞬时增长速度最高达到极限浮动区间时，此时在电流值达到分析对象所能承受的最大电流的百分之90时，产生切换信号，将分析对象切换至电网跟随模式或直接脱网运行；

当实时电流的瞬时增长速度最高达到危险均区间时，此时在电流值达到分析对象所能承受的最大电流的百分之85时，产生切换信号，将分析对象切换至电网跟随模式或直接脱网运行；

当实时电流的瞬时增长速度最高达到危险浮动区间时，此时在电流值达到分析对象所能承受的最大电流的百分之80时，产生切换信号，将分析对象切换至电网跟随模式或直接脱网运行。

上述公式中的部分数据均是去除量纲取其数值计算，公式是由采集的大量数据经过软件模拟得到最接近真实情况的一个公式；公式中的预设参数和预设阈值根据实际情况设定或者通过大量数据模拟获得。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本发明的范围（包括权利要求）被限于这些例子；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。

本发明旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。