本技術(shù)涉及電力系統(tǒng)暫態(tài)控制，尤其涉及一種新能源機(jī)組暫態(tài)控制方法、裝置、計(jì)算機(jī)設(shè)備和存儲介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、隨著電力電子換流器接口新能源的大量并網(wǎng)，新能源對電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定的影響越來越大。鑒于此，不同地區(qū)的電力系統(tǒng)在并網(wǎng)導(dǎo)則中對新能源機(jī)組提出了故障穿越等要求，明確了故障期間新能源的有功、無功輸出范圍，對新能源的動態(tài)輸出特性進(jìn)行了規(guī)范。

2、并網(wǎng)新能源機(jī)組主要依靠鎖相環(huán)來實(shí)現(xiàn)與電網(wǎng)的同步。鎖相環(huán)以并網(wǎng)點(diǎn)電壓為輸入，計(jì)算出電網(wǎng)頻率與并網(wǎng)點(diǎn)電壓相位，從而為電力電子變流器的矢量控制提供參考角度。鎖相環(huán)計(jì)算并輸出的頻率與相位決定了矢量控制模式下新能源機(jī)組注入電網(wǎng)的電氣量頻率與相位。電網(wǎng)發(fā)生短路等較嚴(yán)重故障時(shí)，新能源機(jī)組進(jìn)入故障穿越，由于此時(shí)并網(wǎng)點(diǎn)電壓較低且受機(jī)組輸出影響較大，新能源機(jī)組易出現(xiàn)自身輸出頻率的大幅偏移，進(jìn)而觸發(fā)保護(hù)動作導(dǎo)致機(jī)組脫網(wǎng)，影響系統(tǒng)安全穩(wěn)定。

3、已有研究提出了在電網(wǎng)故障期間閉鎖鎖相環(huán)的方法，即限定鎖相環(huán)輸出頻率在電網(wǎng)額定頻率附近，進(jìn)而消除鎖相環(huán)動態(tài)對穩(wěn)定性的影響。還有研究提出了無需鎖相環(huán)的有功功率同步控制策略，在電網(wǎng)故障狀態(tài)下模擬同步發(fā)電機(jī)內(nèi)電勢的變化規(guī)律，提升了機(jī)組的同步運(yùn)行穩(wěn)定性。

4、但是，閉鎖鎖相環(huán)的方法，為了消除鎖相環(huán)動態(tài)對穩(wěn)定性的影響，將鎖相環(huán)輸出頻率人為限定在電網(wǎng)額定頻率附近，導(dǎo)致機(jī)組不能準(zhǔn)確檢測實(shí)際電網(wǎng)頻率與電壓相位，使得機(jī)組矢量控制缺少準(zhǔn)確的相位參考。該方法將導(dǎo)致新能源機(jī)組有功功率與無功功率控制偏差增大，嚴(yán)重時(shí)會因機(jī)組功率解耦控制失效導(dǎo)致功率處于不可控狀態(tài)。無鎖相環(huán)的有功功率同步控制方法，由于缺少鎖相環(huán)提供的電網(wǎng)電壓相位，導(dǎo)致新能源機(jī)組在暫態(tài)過程中難以按照并網(wǎng)導(dǎo)則要求對外輸出規(guī)定的無功電流。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本技術(shù)的目的旨在至少能解決上述的技術(shù)缺陷之一，特別提供了一種可以在不改變機(jī)組無功電流控制的基礎(chǔ)上附加有功功率控制，以在保證新能源機(jī)組輸出功率準(zhǔn)確可控的同時(shí)滿足并網(wǎng)導(dǎo)則對機(jī)組輸出要求的新能源機(jī)組暫態(tài)控制方案。

2、第一方面，本技術(shù)提供了一種新能源機(jī)組暫態(tài)控制方法，應(yīng)用于通過鎖相環(huán)與電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)同步的新能源機(jī)組，新能源機(jī)組暫態(tài)控制方法包括：

3、在進(jìn)入暫態(tài)過程時(shí)，判斷是否滿足控制條件；

4、若是，則根據(jù)當(dāng)前時(shí)刻與前一時(shí)刻的鎖相環(huán)輸出頻率變化率、當(dāng)前時(shí)刻的無功電流指令值和當(dāng)前時(shí)刻的有功檢測值，確定初始指令值；

5、根據(jù)當(dāng)前時(shí)刻的鎖相環(huán)輸出頻率與當(dāng)前時(shí)刻的電網(wǎng)頻率檢測值之間的差與附加頻率阻尼系數(shù)的乘積，對初始指令值進(jìn)行調(diào)整，以得到最終指令值；

6、將最終指令值作為有功功率指令值下發(fā)到新能源機(jī)組。

7、在其中一個(gè)實(shí)施例中，根據(jù)當(dāng)前時(shí)刻與前一時(shí)刻的鎖相環(huán)輸出頻率變化率、當(dāng)前時(shí)刻的無功電流指令值和當(dāng)前時(shí)刻的有功檢測值，確定初始指令值，包括：

8、將當(dāng)前時(shí)刻與前一時(shí)刻的鎖相環(huán)輸出頻率變化率、當(dāng)前時(shí)刻的無功電流指令值和當(dāng)前時(shí)刻的有功檢測值輸入到第一表達(dá)式，得到初始指令值；第一表達(dá)式為：

9、

10、其中，為初始指令值，為當(dāng)前時(shí)刻的有功檢測值，為當(dāng)前時(shí)刻的無功電流指令值，ki為鎖相環(huán)積分增益，分別為當(dāng)前時(shí)刻與前一時(shí)刻的鎖相環(huán)輸出頻率，分別為當(dāng)前時(shí)刻與前一時(shí)刻對應(yīng)的時(shí)間，為當(dāng)前時(shí)刻與前一時(shí)刻的鎖相環(huán)輸出頻率變化率。

11、在其中一個(gè)實(shí)施例中，根據(jù)當(dāng)前時(shí)刻的鎖相環(huán)輸出頻率與當(dāng)前時(shí)刻的電網(wǎng)頻率檢測值之間的差與附加頻率阻尼系數(shù)的乘積，對初始指令值進(jìn)行調(diào)整，以得到最終指令值，包括：

12、將當(dāng)前時(shí)刻的鎖相環(huán)輸出頻率、當(dāng)前時(shí)刻的電網(wǎng)頻率檢測值和初始指令值輸入到第二表達(dá)式，得到最終指令值；第二表達(dá)式包括：

13、

14、其中，為最終指令值，為當(dāng)前時(shí)刻的電網(wǎng)頻率檢測值，kd為附加頻率阻尼系數(shù)；附加頻率阻尼系數(shù)滿足：

15、

16、其中，kp為鎖相環(huán)比例增益，為新能源機(jī)組的電網(wǎng)連接點(diǎn)在當(dāng)前時(shí)刻的電壓幅值，lg為新能源機(jī)組到電網(wǎng)連接點(diǎn)之間的電感值，rg為新能源機(jī)組到電網(wǎng)連接點(diǎn)之間的電阻值，為當(dāng)前時(shí)刻鎖相環(huán)輸出電壓的d軸分量。

17、在其中一個(gè)實(shí)施例中，判斷是否滿足控制條件，包括：

18、確定電網(wǎng)電壓跌落深度；

19、若電網(wǎng)電壓跌落深度大于設(shè)定閾值，則判定滿足控制條件。

20、在其中一個(gè)實(shí)施例中，設(shè)定閾值為50%。

21、在其中一個(gè)實(shí)施例中，新能源機(jī)組與電網(wǎng)同步的控制模型為：

22、

23、其中，為新能源機(jī)組的無功電流指令值，ki為鎖相環(huán)積分增益，為鎖相環(huán)輸出頻率，為新能源機(jī)組的有功指令值、po為新能源機(jī)組的有功檢測值，kp為鎖相環(huán)比例增益，vg為新能源機(jī)組的電網(wǎng)連接點(diǎn)的電壓幅值，ωg為電網(wǎng)頻率檢測值，lg為新能源機(jī)組到電網(wǎng)連接點(diǎn)之間的電感，uod為鎖相環(huán)輸出電壓的d軸分量，rg為新能源機(jī)組到電網(wǎng)連接點(diǎn)之間的電阻值，為dq同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系與系統(tǒng)公共旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系之間的夾角，為偏轉(zhuǎn)角，。

24、在其中一個(gè)實(shí)施例中，暫態(tài)過程包括電網(wǎng)短路故障。

25、第二方面，本技術(shù)提供了一種新能源機(jī)組暫態(tài)控制裝置，應(yīng)用于通過鎖相環(huán)與電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)同步的新能源機(jī)組，新能源機(jī)組暫態(tài)控制裝置包括：

26、判斷模塊，用于在進(jìn)入暫態(tài)過程時(shí)，判斷是否滿足控制條件；

27、第一處理模塊，用于在滿足控制條件的情況下，根據(jù)當(dāng)前時(shí)刻與前一時(shí)刻的鎖相環(huán)輸出頻率變化率、當(dāng)前時(shí)刻的無功電流指令值和當(dāng)前時(shí)刻的有功檢測值，確定初始指令值；

28、第二處理模塊，用于根據(jù)當(dāng)前時(shí)刻的鎖相環(huán)輸出頻率與當(dāng)前時(shí)刻的電網(wǎng)頻率檢測值之間的差與附加頻率阻尼系數(shù)的乘積，對初始指令值進(jìn)行調(diào)整，以得到最終指令值；

29、下發(fā)模塊，用于將最終指令值作為有功功率指令值下發(fā)到新能源機(jī)組。

30、第三方面，本技術(shù)提供了一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括一個(gè)或多個(gè)處理器，以及存儲器，存儲器中存儲有計(jì)算機(jī)可讀指令，計(jì)算機(jī)可讀指令被一個(gè)或多個(gè)處理器執(zhí)行時(shí)，執(zhí)行上述任一實(shí)施例中的新能源機(jī)組暫態(tài)控制方法的步驟。

31、第四方面，本技術(shù)提供了一種存儲介質(zhì)，存儲介質(zhì)中存儲有計(jì)算機(jī)可讀指令，計(jì)算機(jī)可讀指令被一個(gè)或多個(gè)處理器執(zhí)行時(shí)，使得一個(gè)或多個(gè)處理器執(zhí)行上述任一實(shí)施例中的新能源機(jī)組暫態(tài)控制方法的步驟。

32、從以上技術(shù)方案可以看出，本技術(shù)實(shí)施例具有以下優(yōu)點(diǎn)：

33、基于本方案中的新能源機(jī)組暫態(tài)控制方法，在進(jìn)入暫態(tài)過程時(shí)判斷是否滿足控制條件，若滿足則根據(jù)鎖相環(huán)輸出頻率變化率、無功電流指令值和有功檢測值確定初始指令值，再依據(jù)鎖相環(huán)輸出頻率與電網(wǎng)頻率檢測值之差與附加頻率阻尼系數(shù)的乘積對初始指令值調(diào)整得到最終指令值，最后將最終指令值作為有功功率指令值下發(fā)到新能源機(jī)組。該方案保留了原先機(jī)組的無功電流控制，并附加有功功率控制，實(shí)現(xiàn)了對系統(tǒng)的精細(xì)化調(diào)節(jié)，保證新能源機(jī)組輸出功率準(zhǔn)確可控的同時(shí)滿足并網(wǎng)導(dǎo)則對機(jī)組輸出電流的要求，避免機(jī)組自身輸出頻率大幅偏移導(dǎo)致的脫網(wǎng)問題，提升了機(jī)組并網(wǎng)運(yùn)行暫態(tài)穩(wěn)定性。