【计及PQ控制策略的IIDG故障模型概述2900字】

计及PQ控制策略的IIDG故障模型概述目录TOC\o"1-3"\h\u9741计及PQ控制策略的IIDG故障模型概述 [39]要求IIDG采用LVRT控制策略，即IIDG在一定时间和低电压范围内不脱网持续运行，并且在LVRT阶段优先输出无功支撑电网电压，具有LVRT无功支撑能力。对于系统正常运行情况下，如图2-1所示的功率外环将生成电流参考量，而在LVRT阶段时，IIDG将采用LVRT控制策略生成电流参考量。因此，在同步旋转坐标系下，具有LVRT能力且考虑PQ控制策略的IIDG提供的无功参考电流表达式为： (2-3)式中，和表示IIDG故障前和故障后电流无功分量参考值，若正常运行时IIDG参与电网的无功电压调节，则由其电压无功控制策略决定；和表示PCC故障前和故障后电压；为无功支撑比例系数，若跌落至0.9p.u.以下，则通常取2，与PCC电压的变化量成正比关系，相反地，若PCC电压的变化量在±0.1p.u.以内时，则IIDG不需要输出无功电流，即为0。1.1.3消除负序电流控制策略由于配电网线路、负荷等系统参数的三相不平衡性以及非对称短路情况，电网常常处于不对称运行或不对称故障状态，PCC电压将产生正序分量和负序分量，则IIDG将同时提供正序电流和负序电流。对于如图2-1所示的IIDG的PQ双环控制，IIDG在dq同步旋转坐标系下将产生负序分量，进而在正序同步旋转坐标系下将出现负序电流的二倍频分量，无法实现无静差控制。一方面，该负序电流加剧了配电网的不对称水平，显著降低配电网的电能质量，并导致并网逆变器等设备局部发热灼伤，甚至造成灾难性破坏；另一方面，由负序电流产生的二倍频分量将进一步导致波形畸变以及传播二次谐波，这严重影响了IIDG的PQ双环控制的稳定性以及动态调节能力。为了提高配电网的电能质量以及并网逆变器的工作性能，IIDG普遍采用消除负序电流的控制策略，即，在如图2-1所示的IIDG的PQ双环控制中，利用信号延迟法将原有控制分为正序分量控制和负序分量控制，以实现对各自正序、负序分量的独立解耦，且设置IIDG提供的无功电流参考值为零（），分别得到逆变器出口电压的正序与负序分量，将它们进行叠加并共同作用于PWM，最终达到在电网不对称情况下IIDG仍能提供对称电流的目的。同时，由于PCC变压器的高压侧为三角形连接形式，并网运行的IIDG不存在零序电流流通路径。因此，式（2-3）中不存在与IIDG有关的负序或零序分量，IIDG仅与PCC故障电压正序分量相关且提供的故障电流只含有正序分量。其中，下标括号内的符号1、2和0分别表示正序、负序和零序分量。1.1.4最大电流限制控制策略根据式（2-3）所示，IIDG电流无功分量参考值与PCC电压的变化量成正比关系，考虑到并网逆变器自身短路容量大小的限制，若IIDG输出的电流过大，这将损害并网逆变器的电力电子设备，有必要在IIDG的PQ控制策略中添加电流限幅环节，在配电网发生故障后，将IIDG实际提供的电流限制在某一最大短路电流之内。因此，IIDG普遍采用最大电流限制控制策略，即，在如图2-1所示的IIDG的PQ双环控制中，将限制IIDG的无功电流和有功电流的参考值，以确保IIDG最大短路电流不会超过并网逆变器额定电流的两倍；当配电网发生故障后，在LVRT控制策略作用下，IIDG将优先提供无功电流以支撑电压，若这一IIDG无功电流参考值达到上述最大短路电流，则IIDG有功电流参考值为： (2-4)式中，为IIDG故障电流有功分量参考值；为IIDG允许输出的短路电流最大值，即。1.2计及PQ控制策略IIDG故障等值建模于是，考虑上述PQ控制策略、LVRT控制策略、消除负序电流控制策略以及最大电流限制控制策略的并网IIDG控制框图，如图2-2所示，其中是PCC的阻抗角，其可由锁相环（phase-lockedloop，PLL）来获取。图2-2考虑PQ控制策略并网IIDG的控制框图由式（2-3）与式（2-4）可知，当电网发生故障时，图2-2所示IIDG故障电流的无功和有功分量参考值分别为： (2-5)式中，和为为IIDG故障电流无功分量和有功分量。对于风力和太阳能等清洁能源，其能量变化具有一定的惯性，在故障前后较短时间内IIDG捕捉的能量几乎保持不变，于是，式（2-5）中IIDG有功功率参考值可为故障前的有功功率参考值。由此可见，IIDG输出的故障电流是由和共同决定，又可取故障前有功功率参考值，即IIDG提供的故障电流特性主要取决于。因此，采用如图2-2所示的PQ控制策略的IIDG在电网故障