CN114696320A - 一种新能源发电装备自同步电压源控制及低电压穿越控制双模式切换控制方法 - Google Patents

一种新能源发电装备自同步电压源控制及低电压穿越控制双模式切换控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种新能源发电装备自同步电压源控制及低电压穿越控制双模式切换控制方法，包括：获得自同步电压源控制中端电压幅值/相位的指令值；通过端电压幅值/相位的指令值合成得到三相坐标系下端电压指令值，与测量得到的并网点交流电压通过虚拟阻抗控制得到自同步电压源控制中的电流指令值；获得交流电压控制中的电流指令值；根据并网点电压跌落深度，判断模块选择输出自同步电压源控制中的电流指令值或交流电压控制中的电流指令值；根据判断模块的输出与逆变器交流侧输出电流，通过控制器得到逆变器控制信号。本发明可有效解决常规自同步电压源控制策略在电网电压跌落时带来的过电流问题，提高了新能源并网***的安全稳定运行能力。

Description

一种新能源发电装备自同步电压源控制及低电压穿越控制双 模式切换控制方法
技术领域
本发明涉及新能源并网运行控制领域，具体是一种新能源发电装备自同步电压源控制及低电压穿越控制双模式切换控制方法。
背景技术
近年来，我国新能源发电装机规模实现了跨越式增长，截止2020 年，新能源装机容量5.3亿kW，占全国总装机容量的24.3％，随着新能源大规模接入电网，新能源出力的间歇性和波动性使电力***运行控制愈加复杂。
为了保障电力***安全稳定运行，维持***的频率/电压稳定，必须由新能源机组来承担部分惯量响应和一次调频任务。自同步电压源控制通过模拟同步发电机组转子运动方程，直接控制新能源机组输出电压幅值和相位，具有自同步电网特性，能够主动支撑电网频率/ 电压稳定，并对***提供惯量/阻尼支撑。然而目前自同步电压源控制方法仅在稳态下具有很大的优势，当电网发生故障导致电网电压跌落时，采用常规的自同步电压源控制策略存在过电流的问题，这个问题困扰着诸多学者。因此需要提供一种针对电网故障下自同步电压源控制策略过电流问题的控制方法。
发明内容
为解决上述问题，针对电网发生故障导致电网电压跌落时，采用常规的自同步电压源控制策略存在过电流等问题，本发明提供一种新能源发电装备自同步电压源控制及低电压穿越控制(交流电压控制) 双模式切换控制方法，可有效解决现有自同步电压源控制技术在电网电压跌落下过电流的难题。
为实现上述目的，本发明提供一种新能源发电装备自同步电压源控制及低电压穿越控制双模式切换控制方法，包括以下步骤：
步骤S1、对逆变器直流侧电容电压、逆变器交流侧输出电流、并网点交流电压、并网点交流电流进行测量采样，并对逆变器交流侧输出电流、并网点交流电压、并网点交流电流进行Park变换，得到对应物理量在dq坐标系下的值；
步骤S2、根据dq坐标系下的并网点交流电压、并网点交流电流值计算得到逆变器交流侧有功功率和无功功率，并根据逆变器给定的有功功率指令值、无功功率指令值及额定角频率，通过控制器得到自同步电压源控制中端电压幅值/相位的指令值；
步骤S3、通过端电压幅值/相位的指令值合成得到三相坐标系下端电压指令值，与测量得到的并网点交流电压通过虚拟阻抗控制得到三相坐标系下自同步电压源控制中的电流指令值，并进行Park变换，得到对应物理量在dq坐标系下的值，即自同步电压源控制中的电流指令值；
步骤S4、通过dq坐标系下的并网点交流电压计算得到并网点电压幅值，并根据并网点电压幅值计算得到并网点电压跌落深度；
步骤S5、根据逆变器直流侧电容电压、并网点电压幅值及低电压穿越标准，得到交流电压控制中的电流指令值；
步骤S6、根据并网点电压跌落深度，判断模块选择输出步骤S3 得到的自同步电压源控制中的电流指令值或步骤S5得到的交流电压控制中的电流指令值作为发电装备电流内环控制指令值；
步骤S7、根据判断模块的输出与逆变器交流侧输出电流，通过控制器得到逆变器控制信号，进而实现对逆变器的控制。
进一步的，所述步骤S1具体包括：采集逆变器直流侧电容电压 udc、逆变器交流侧输出电流ia、ib、ic、并网点交流电压upcc_a、upcc_b、 upcc_c、并网点交流电流ipcc_a、ipcc_b、ipcc_c进行测量采样，然后进行Park 变换，得到对应物理量在dq坐标系下的值：
Figure BDA0003565704810000031
Figure BDA0003565704810000032
Figure BDA0003565704810000033
其中：id、iq，upcc_d、upcc_q，ipcc_d、ipcc_q分别是逆变器交流侧输出电流、并网点交流电压、并网点交流电流旋转坐标系下的d轴分量及 q轴分量，θ为自同步电压源控制器的输出相位。
进一步的，所述步骤S2具体包括：
根据dq坐标系下的并网点交流电压、并网点交流电流值计算得到逆变器交流侧有功功率和无功功率：
Figure BDA0003565704810000034
其中Pinv、Qinv分别是逆变器交流侧有功功率及无功功率，upcc_d、 upcc_q，ipcc_d、ipcc_q分别是并网点交流电压、并网点交流电流旋转坐标系下的d轴分量及q轴分量；
通过自同步电压源控制中的有功-频率控制、无功-电压控制得到端电压幅值/相位的指令值，具体过程如下：
首先通过自同步电压源控制中的有功-频率控制可得
Figure BDA0003565704810000041
对上式进行整理得到角频率ω：
Figure BDA0003565704810000042
其中Kp为有功下垂系数，ω0为额定角频率，Pref为有功功率指令值，Pinv为逆变器交流侧有功功率，J为模拟同步发电机机组的虚拟转动惯量，s为拉普拉斯算子，对角频率ω进行积分得到自同步电压源控制中端电压相位的指令值θ；
通过无功-电压控制得端电压幅值的指令值Vinv_ref：
Vinv_ref＝Vm+Kq(Qref-Qinv) (7)
其中Kq为无功下垂系数，Qref为无功功率指令值，Qinv是逆变器的无功功率，Vm是自同步电压源控制中给定无功功率指令Qref时的额定电压。
进一步的，所述步骤S3中根据端电压幅值/相位的指令值合成得到三相坐标系下端电压指令值，具体计算公式如下：
Figure BDA0003565704810000043
其中Vinv_ref为端电压幅值的指令值，θ为端电压相位的指令值；
三相坐标系下端电压指令值与测量得到的并网点交流电压通过虚拟阻抗控制得到三相坐标系下自同步电压源控制中的电流指令值，具体计算公式如下：
Figure BDA0003565704810000044
其中uinv_a_ref、uinv_b_ref、uinv_c_ref为三相坐标系下端电压指令值， upcc_a、upcc_b、upcc_c为并网点交流电压，s为拉普拉斯算子，Lv为虚拟电感，Rv为虚拟电阻；
三相坐标系下自同步电压源控制中的电流指令值进行Park变换，得到对应物理量在dq坐标系下的值，即自同步电压源控制中的电流指令值：
Figure BDA0003565704810000051
其中id1_ref、iq1_ref为自同步电压源控制中的电流指令值。
进一步的，步骤S4中根据dq坐标系下的并网点交流电压计算得到并网点电压幅值公式为：
Figure BDA0003565704810000052
计算得到并网点电压跌落深度公式为：
Figure BDA0003565704810000053
其中，Vm_ref为并网点电压幅值的指令值。
进一步的，步骤S5中交流电压控制中的电流指令值计算公式如下：
Figure BDA0003565704810000054
其中，udc_ref为逆变器直流侧电压指令值，udc为逆变器直流侧电容电压，Vm并网点电压幅值，Vm_ref为并网点电压幅值的指令值，交流电压控制中的d轴电流指令值为id2_ref与id3_ref中的最小值，交流电压控制中的q轴电流指令值为iq2_ref，iq3_ref为低电压穿越标准中通过无功补偿控制方程得到的q轴电流指令值，kdp和kdi为直流电压外环控制器PI参数，kqp和kqi为交流电压外环控制器PI参数，imax为逆变器功率器件长时间运行所允许通过的最大电流值，kq为无功补偿系数， Im为逆变器的额定电流幅值。
进一步的，所述步骤S6具体包括：
设并网点电压在t0时刻发生跌落，在t1时刻跌落结束并开始恢复，在t2时刻并网点电压恢复结束，记t0时刻d轴电流值为I_start，记t1时刻d轴电流值为I_end，记t为时刻，发电装备电流内环控制d轴指令值id_ref，q轴指令值为iq_ref按照以下方式得到：
(1)t<t0，***处于稳定运行阶段，d＝1,id_ref＝id1_ref，iq_ref＝iq1_ref，***处于自同步电压源控制模式；
(2)t0≤t<t1，***处于电压跌落阶段：
当0.9≤d<1时，id_ref＝id1_ref，iq_ref＝iq1_ref，***处于自同步电压源控制模式，判断模块选择输出步骤S3得到的自同步电压源控制中的电流指令值；
当0.2≤d<0.9时，id_ref取id2_ref与id3_ref中的最小值，iq_ref＝iq2_ref，***处于交流电压控制模式，判断模块选择输出步骤S5得到的交流电压控制中的电流指令值；
(3)t1≤t<t2，***处于并网点电压恢复阶段，id_ref从I_start开始按斜率k增加到I_end，iq_ref＝iq1_ref，***采用有功斜坡控制；
(4)t＝t2，***并网点电压恢复结束，id_ref＝id1_ref，iq_ref＝iq1_ref，***切换为自同步电压源控制模式。
进一步的，步骤S7中所述控制器为：
Figure BDA0003565704810000071
其中ud_ref、uq_ref分别为逆变器控制信号的d轴分量和q轴分量， kip和kii为控制器PI参数，s为拉普拉斯算子，id_ref为发电装备电流内环控制d轴指令值，iq_ref为发电装备电流内环控制q轴指令值，id为逆变器交流侧输出电流d轴电流值，iq为逆变器交流侧输出电流q轴电流值；
将得到的ud_ref、uq_ref经过Park反变换，再经过PWM调制实现对逆变器的控制
本发明能够通过并网点电压跌落深度d自动响应电网运行情况，在电网稳态运行下具备主动支撑能力同时兼顾电流的性能；在电网发生故障电压跌落时，能够提供无功补偿，具有良好的低电压穿越能力；有效解决常规自同步电压源控制策略在电网电压跌落时带来的过电流问题，提高了新能源并网***的安全稳定运行能力。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种新能源发电装备自同步电压源控制及低电压穿越控制双模式切换控制方法的流程图；
图2中(a)是本发明双模式切换控制方法的拓扑结构图，(b) 是双模式切换控制方法的控制框图；
图3是本发明自同步电压源控制下有功功率时域响应结果图；
图4是本发明低电压穿越控制下并网点电压/电流时域响应结果图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供的一种新能源发电装备自同步电压源控制及低电压穿越控制双模式切换控制方法的流程图如图1所示，所述方法包括以下步骤：
步骤S1.采用图2中(a)所示的新能源发电装备拓扑结构，对逆变器直流侧电容电压、逆变器交流侧输出电流、并网点交流电压、并网点交流电流进行测量采样，并对逆变器交流侧输出电流、并网点交流电压、并网点交流电流进行Park变换，得到对应物理量在dq坐标系下的值。
所述步骤S1具体包括：采集逆变器直流侧电容电压udc、逆变器交流侧输出电流ia、ib、ic、并网点交流电压upcc_a、upcc_b、upcc_c、并网点交流电流ipcc_a、ipcc_b、ipcc_c进行测量采样，然后进行Park变换，得到对应物理量在dq坐标系下的值：
Figure BDA0003565704810000081
Figure BDA0003565704810000082
Figure BDA0003565704810000091
其中：id、iq，upcc_d、upcc_q，ipcc_d、ipcc_q分别是逆变器交流侧输出电流、并网点交流电压、并网点交流电流旋转坐标系下的d轴分量及 q轴分量，θ为自同步电压源控制器的输出相位。
步骤S2.根据dq坐标系下的并网点交流电压、并网点交流电流值计算得到逆变器交流侧有功功率和无功功率，并根据逆变器给定的有功功率指令值、无功功率指令值及额定角频率，通过控制器得到自同步电压源控制中端电压幅值/相位的指令值。
所述步骤S2具体包括：
根据dq坐标系下的并网点交流电压、并网点交流电流值计算得到逆变器交流侧有功功率和无功功率：
Figure BDA0003565704810000092
其中Pinv、Qinv分别是逆变器交流侧有功功率及无功功率，upcc_d、 upcc_q，ipcc_d、ipcc_q分别是并网点交流电压、并网点交流电流旋转坐标系下的d轴分量及q轴分量；
通过自同步电压源控制中的有功-频率控制、无功-电压控制得到端电压幅值/相位的指令值，具体过程如下：
首先通过自同步电压源控制中的有功-频率控制可得
Figure BDA0003565704810000093
对上式进行整理得到角频率ω：
Figure BDA0003565704810000101
其中Kp为有功下垂系数，ω0为额定角频率，Pref为有功功率指令值，Pinv为逆变器交流侧有功功率，J为模拟同步发电机机组的虚拟转动惯量，s为拉普拉斯算子，对角频率ω进行积分得到自同步电压源控制中端电压相位的指令值θ；
通过无功-电压控制得端电压幅值的指令值Vinv_ref：
Vinv_ref＝Vm+Kq(Qref-Qinv) (7)
其中Kq为无功下垂系数，Qref为无功功率指令值，Qinv是逆变器的无功功率，Vm是自同步电压源控制中给定无功功率指令Qref时的额定电压。
步骤S3.通过端电压幅值/相位的指令值合成得到三相坐标系下端电压指令值，与测量得到的并网点交流电压通过虚拟阻抗控制得到三相坐标系下自同步电压源控制中的电流指令值，并进行Park变换，得到对应物理量在dq坐标系下的值，即自同步电压源控制中的电流指令值。
所述步骤S3中根据端电压幅值/相位的指令值合成得到三相坐标系下端电压指令值，具体计算公式如下：
Figure BDA0003565704810000102
其中Vinv_ref为端电压幅值的指令值，θ为端电压相位的指令值。
三相坐标系下端电压指令值与测量得到的并网点交流电压通过虚拟阻抗控制得到三相坐标系下自同步电压源控制中的电流指令值，具体计算公式如下：
Figure BDA0003565704810000111
其中uinv_a_ref、uinv_b_ref、uinv_c_ref为三相坐标系下端电压指令值， upcc_a、upcc_b、upcc_c为并网点交流电压，s为拉普拉斯算子，Lv为虚拟电感，Rv为虚拟电阻；
三相坐标系下自同步电压源控制中的电流指令值进行Park变换，得到对应物理量在dq坐标系下的值，即自同步电压源控制中的电流指令值：
Figure BDA0003565704810000112
其中id1_ref、iq1_ref为自同步电压源控制中的电流指令值。
步骤S4.通过dq坐标系下的并网点交流电压计算得到并网点电压幅值，并根据并网点电压幅值计算得到并网点电压跌落深度。
具体的，根据dq坐标系下的并网点交流电压计算得到并网点电压幅值公式为：
Figure BDA0003565704810000113
计算得到并网点电压跌落深度公式为：
Figure BDA0003565704810000114
其中，Vm_ref为并网点电压幅值的指令值。
步骤S5.根据逆变器直流侧电容电压、并网点电压幅值及低电压穿越标准，得到交流电压控制中的电流指令值。
步骤S5中交流电压控制中的电流指令值计算公式如下：
Figure BDA0003565704810000121
其中，udc_ref为逆变器直流侧电压指令值，udc为逆变器直流侧电容电压，Vm并网点电压幅值，Vm_ref为并网点电压幅值的指令值，交流电压控制中的d轴电流指令值为id2_ref与id3_ref中的最小值，交流电压控制中的q轴电流指令值为iq2_ref，iq3_ref为低电压穿越标准中通过无功补偿控制方程得到的q轴电流指令值，kdp和kdi为直流电压外环控制器PI参数，kqp和kqi为交流电压外环控制器PI参数，imax为逆变器功率器件长时间运行所允许通过的最大电流值，kq为无功补偿系数， Im为逆变器的额定电流幅值。
步骤S6.根据并网点电压跌落深度，判断模块选择输出步骤S3 得到的自同步电压源控制中的电流指令值或步骤S5得到的交流电压控制中的电流指令值作为发电装备电流内环控制指令值。
所述步骤S6具体包括：
设并网点电压在t0时刻发生跌落，在t1时刻跌落结束并开始恢复，在t2时刻并网点电压恢复结束，记t0时刻d轴电流值为I_start，记t1时刻d轴电流值为I_end，记t为时刻，发电装备电流内环控制d轴指令值id_ref，q轴指令值为iq_ref按照以下方式得到：
(1)t<t0，***处于稳定运行阶段，d＝1,id_ref＝id1_ref，iq_ref＝iq1_ref，***处于自同步电压源控制模式；
(2)t0≤t<t1，***处于电压跌落阶段：
当0.9≤d<1时，id_ref＝id1_ref，iq_ref＝iq1_ref，***处于自同步电压源控制模式，判断模块选择输出步骤S3得到的自同步电压源控制中的电流指令值；
当0.2≤d<0.9时，id_ref取id2_ref与id3_ref中的最小值，iq_ref＝iq2_ref，***处于交流电压控制模式，判断模块选择输出步骤S5得到的交流电压控制中的电流指令值；
(3)t1≤t<t2，***处于并网点电压恢复阶段，id_ref从I_start开始按斜率k增加到I_end，iq_ref＝iq1_ref，***采用有功斜坡控制；
(4)t＝t2，***并网点电压恢复结束，id_ref＝id1_ref，iq_ref＝iq1_ref，***切换为自同步电压源控制模式。
步骤S7.根据判断模块的输出与逆变器交流侧输出电流，通过控制器得到逆变器控制信号，进而实现对逆变器的控制。
所述控制器为：
Figure BDA0003565704810000131
其中ud_ref、uq_ref分别为逆变器控制信号的d轴分量和q轴分量， kip和kii为控制器PI参数，s为拉普拉斯算子，id_ref为发电装备电流内环控制d轴指令值，iq_ref为发电装备电流内环控制q轴指令值，id为逆变器交流侧输出电流d轴电流值，iq为逆变器交流侧输出电流q轴电流值。
将得到的ud_ref、uq_ref经过Park反变换，再经过PWM调制实现对逆变器的控制。
在一个具体的实施例中，在PSCAD/EMTDC中搭建图2中(a) 所示的***模型，根据本发明实施例提供的一种新能源发电装备自同步电压源控制及低电压穿越控制双模式切换控制方法搭建图2中(b) 所示***的控制器。
参见图3，是自同步电压源控制下有功功率时域响应结果图，有功功率指令值为100kW，由时域响应结果可以看出有功功率能够快速正确地跟踪上有功功率指令值。
参见图4，是低电压穿越控制下并网点电压/电流时域响应结果图，SCR＝1.5，在3s时电压跌落50％，持续时间1s，由时域响应结果可以看出定交流电压控制方法具有较好的低电压穿越能力。
综上，自同步电压源控制在稳态下具有良好的电压、电流特性，定交流电压控制在电压跌落情况下具备良好的低穿能力，两者特性为本发明提出的一种新能源发电装备自同步电压源控制及低电压穿越控制双模式切换控制方法提供良好的实现条件，在稳态运行条件下运行在自同步电压源控制模式，具备主动支撑能力的同时兼顾电流的性能；电网电压跌落时切换至定交流电压控制模式，给***提供无功补偿，具有良好的低电压穿越能力；通过并网点电压跌落深度d来实现自动切换，缩短切换时间，通过配置合适的有功恢复斜率即可满足低电压穿越有功恢复要求，提高了新能源并网***的稳定性。
本发明能够通过并网点电压跌落深度d自动响应电网运行情况，在电网稳态运行下具备主动支撑能力同时兼顾电流的性能；在电网发生故障电压跌落时，能够提供无功补偿，具有良好的低电压穿越能力；有效解决常规自同步电压源控制策略在电网电压跌落时带来的过电流问题，提高了新能源并网***的安全稳定运行能力。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种新能源发电装备自同步电压源控制及低电压穿越控制双模式切换控制方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤S1、对逆变器直流侧电容电压、逆变器交流侧输出电流、并网点交流电压、并网点交流电流进行测量采样，并对逆变器交流侧输出电流、并网点交流电压、并网点交流电流进行Park变换，得到对应物理量在dq坐标系下的值；
步骤S2、根据dq坐标系下的并网点交流电压、并网点交流电流值计算得到逆变器交流侧有功功率和无功功率，并根据逆变器给定的有功功率指令值、无功功率指令值及额定角频率，通过控制器得到自同步电压源控制中端电压幅值/相位的指令值；
步骤S3、通过端电压幅值/相位的指令值合成得到三相坐标系下端电压指令值，与测量得到的并网点交流电压通过虚拟阻抗控制得到三相坐标系下自同步电压源控制中的电流指令值，并进行Park变换，得到对应物理量在dq坐标系下的值，即自同步电压源控制中的电流指令值；
步骤S4、通过dq坐标系下的并网点交流电压计算得到并网点电压幅值，并根据并网点电压幅值计算得到并网点电压跌落深度；
步骤S5、根据逆变器直流侧电容电压、并网点电压幅值及低电压穿越标准，得到交流电压控制中的电流指令值；
步骤S6、根据并网点电压跌落深度，判断模块选择输出步骤S3得到的自同步电压源控制中的电流指令值或步骤S5得到的交流电压控制中的电流指令值作为发电装备电流内环控制指令值；
步骤S7、根据判断模块的输出与逆变器交流侧输出电流，通过控制器得到逆变器控制信号，进而实现对逆变器的控制。
2.如权利要求1所述的新能源发电装备自同步电压源控制及低电压穿越控制双模式切换控制方法，其特征在于：所述步骤S1具体包括：采集逆变器直流侧电容电压udc、逆变器交流侧输出电流ia、ib、ic、并网点交流电压upcc_a、upcc_b、upcc_c、并网点交流电流ipcc_a、ipcc_b、ipcc_c进行测量采样，然后进行Park变换，得到对应物理量在dq坐标系下的值：
Figure FDA0003565704800000021
Figure FDA0003565704800000022
Figure FDA0003565704800000023
其中：id、iq，upcc_d、upcc_q，ipcc_d、ipcc_q分别是逆变器交流侧输出电流、并网点交流电压、并网点交流电流旋转坐标系下的d轴分量及q轴分量，θ为自同步电压源控制器的输出相位。
3.如权利要求1所述的新能源发电装备自同步电压源控制及低电压穿越控制双模式切换控制方法，其特征在于：所述步骤S2具体包括：
根据dq坐标系下的并网点交流电压、并网点交流电流值计算得到逆变器交流侧有功功率和无功功率：
Figure FDA0003565704800000024
其中Pinv、Qinv分别是逆变器交流侧有功功率及无功功率，upcc_d、upcc_q，ipcc_d、ipcc_q分别是并网点交流电压、并网点交流电流旋转坐标系下的d轴分量及q轴分量；
通过自同步电压源控制中的有功-频率控制、无功-电压控制得到端电压幅值/相位的指令值，具体过程如下：
首先通过自同步电压源控制中的有功-频率控制可得
Figure FDA0003565704800000031
对上式进行整理得到角频率ω：
Figure FDA0003565704800000032
其中Kp为有功下垂系数，ω0为额定角频率，Pref为有功功率指令值，Pinv为逆变器交流侧有功功率，J为模拟同步发电机机组的虚拟转动惯量，s为拉普拉斯算子，对角频率ω进行积分得到自同步电压源控制中端电压相位的指令值θ；
通过无功-电压控制得端电压幅值的指令值Vinv_ref：
Vinv_ref＝Vm+Kq(Qref-Qinv) (7)
其中Kq为无功下垂系数，Qref为无功功率指令值，Qinv是逆变器的无功功率，Vm是自同步电压源控制中给定无功功率指令Qref时的额定电压。
4.如权利要求1所述的新能源发电装备自同步电压源控制及低电压穿越控制双模式切换控制方法，其特征在于：所述步骤S3中根据端电压幅值/相位的指令值合成得到三相坐标系下端电压指令值，具体计算公式如下：
Figure FDA0003565704800000033
其中Vinv_ref为端电压幅值的指令值，θ为端电压相位的指令值；
三相坐标系下端电压指令值与测量得到的并网点交流电压通过虚拟阻抗控制得到三相坐标系下自同步电压源控制中的电流指令值，具体计算公式如下：
Figure FDA0003565704800000041
其中uinv_a_ref、uinv_b_ref、uinv_c_ref为三相坐标系下端电压指令值，upcc_a、upcc_b、upcc_c为并网点交流电压，s为拉普拉斯算子，Lv为虚拟电感，Rv为虚拟电阻；
三相坐标系下自同步电压源控制中的电流指令值进行Park变换，得到对应物理量在dq坐标系下的值，即自同步电压源控制中的电流指令值：
Figure FDA0003565704800000042
其中id1_ref、iq1_ref为自同步电压源控制中的电流指令值。
5.如权利要求1所述的新能源发电装备自同步电压源控制及低电压穿越控制双模式切换控制方法，其特征在于：步骤S4中根据dq坐标系下的并网点交流电压计算得到并网点电压幅值公式为：
Figure FDA0003565704800000043
计算得到并网点电压跌落深度公式为：
Figure FDA0003565704800000044
其中，Vm_ref为并网点电压幅值的指令值。
6.如权利要求1所述的新能源发电装备自同步电压源控制及低电压穿越控制双模式切换控制方法，其特征在于：步骤S5中交流电压控制中的电流指令值计算公式如下：
Figure FDA0003565704800000051
其中，udc_ref为逆变器直流侧电压指令值，udc为逆变器直流侧电容电压，Vm并网点电压幅值，Vm_ref为并网点电压幅值的指令值，交流电压控制中的d轴电流指令值为id2_ref与id3_ref中的最小值，交流电压控制中的q轴电流指令值为iq2_ref，iq3_ref为低电压穿越标准中通过无功补偿控制方程得到的q轴电流指令值，kdp和kdi为直流电压外环控制器PI参数，kqp和kqi为交流电压外环控制器PI参数，imax为逆变器功率器件长时间运行所允许通过的最大电流值，kq为无功补偿系数，Im为逆变器的额定电流幅值。
7.如权利要求1所述的新能源发电装备自同步电压源控制及低电压穿越控制双模式切换控制方法，其特征在于：所述步骤S6具体包括：
设并网点电压在t0时刻发生跌落，在t1时刻跌落结束并开始恢复，在t2时刻并网点电压恢复结束，记t0时刻d轴电流值为I_start，记t1时刻d轴电流值为I_end，记t为时刻，发电装备电流内环控制d轴指令值id_ref，q轴指令值为iq_ref按照以下方式得到：
(1)t<t0，***处于稳定运行阶段，d＝1,id_ref＝id1_ref，iq_ref＝iq1_ref，***处于自同步电压源控制模式；
(2)t0≤t<t1，***处于电压跌落阶段：
当0.9≤d<1时，id_ref＝id1_ref，iq_ref＝iq1_ref，***处于自同步电压源控制模式，判断模块选择输出步骤S3得到的自同步电压源控制中的电流指令值；
当0.2≤d<0.9时，id_ref取id2_ref与id3_ref中的最小值，iq_ref＝iq2_ref，***处于交流电压控制模式，判断模块选择输出步骤S5得到的交流电压控制中的电流指令值；
(3)t1≤t<t2，***处于并网点电压恢复阶段，id_ref从I_start开始按斜率k增加到I_end，iq_ref＝iq1_ref，***采用有功斜坡控制；
(4)t＝t2，***并网点电压恢复结束，id_ref＝id1_ref，iq_ref＝iq1_ref，***切换为自同步电压源控制模式。
8.如权利要求1所述的新能源发电装备自同步电压源控制及低电压穿越控制双模式切换控制方法，其特征在于：步骤S7中所述控制器为：
Figure FDA0003565704800000061
其中ud_ref、uq_ref分别为逆变器控制信号的d轴分量和q轴分量，kip和kii为控制器PI参数，s为拉普拉斯算子，id_ref为发电装备电流内环控制d轴指令值，iq_ref为发电装备电流内环控制q轴指令值，id、iq为逆变器交流侧输出电流；
将得到的ud_ref、uq_ref经过Park反变换，再经过PWM调制实现对逆变器的控制。
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