CN118117655A - 弱同步支撑***、弱同步支撑***的控制方法及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种弱同步支撑***，包括：至少一个同步机组，通过输电线路接入电网；静止式电压支撑装置，用于同步机支撑作用较弱的交流***，通过并网交流母线与所述至少一个同步机组连接，用于为所述同步机组接入所述电网的并网点提供支撑作用。本发明通过静止式电压支撑装置调整装置内的电势，改变注入交流母线的无功功率，以缓解常规机组过少引起的无功功率调节能力不足的问题，进而稳定交流母线电压，使得其它设备可以正常运行。
Description
技术领域
本发明涉及电网技术领域，具体涉及一种弱同步支撑***、弱同步支撑***的控制方法及电子设备。
背景技术
交流电网中通常会设置有多个常规机组以维持其运行状态，但是，若交流电网中的常规机组过少，则容易因无功调节能力不足而导致交流母线电压出现不稳定的问题，由此仅仅依靠常规机组难以满***流电网正常运行对于无功功率的需求。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种弱同步支撑***、弱同步支撑***的控制方法及电子设备，以解决仅依靠常规机组不能满***流电网正常运行对于无功功率需求的问题。
根据第一方面，本发明提供了一种弱同步支撑***，包括：
至少一个同步机组，通过输电线路接入电网；
静止式电压支撑装置，用于同步机支撑作用较弱的交流***，通过并网交流母线与所述至少一个同步机组连接，用于为所述同步机组接入所述电网的并网点提供支撑作用
在一种可选的实施方式中，所述静止式电压支撑装置，所述静止式电压支撑装置，包括：储能部分、耦合部分、网侧逆变部分，其中，
储能部分用于当电网发生短路故障时，通过向耦合部分中的直流侧母线电容提供能量，以维持电容电压稳定；
耦合部分用于通过其内部的直流侧母线电压控制环节从储能部分调用能量，以维持电容电压稳定；
网侧逆变部分用于通过虚拟同步机控制、功率同步控制或虚拟振荡器控制方式以生成装置内部电势，从而向并网点注入电流，完成对电网电压的支撑。
在一种可选的实施方式中，还包括：多个负荷模块，所述负荷模块与所述交流母线连接。
第二方面，本发明提供了一种弱同步支撑***的控制方法，用于第一方面的弱同步支撑***，包括：
检测并网交流母线的运行状态；
基于所述运行状态确定所述至少一条线路是否存在短路故障；
当所述至少一条线路存在短路故障时，控制静止式电压支撑装置进入短路电流支撑模式，储能部分维持直流侧母线电压稳定，逆变部分控制装置内部电势，以改变装置输出侧与并网交流母线之间的电压差，当出现电压差，装置即可经并网交流母线向故障点提供支撑电流。
第三方面，本发明提供了一种电子设备，包括：存储器和处理器，所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行第一方面或其对应的任一实施方式所述的弱同步支撑***的控制方法。
本发明实施例提供技术方案的优点为：
本发明实施例提供的弱同步支撑***、弱同步支撑***的控制方法及电子设备，通过静止式电压支撑装置调整装置内的电势，改变注入交流母线的无功功率，以缓解常规机组过少引起的无功功率调节能力不足的问题，进而稳定交流母线电压，使得其它设备可以正常运行。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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为本发明实施例提供的一种弱同步支撑***的一个具体示例的组成图；
图2为本发明实施例提供的静止式电压支撑装置的一个具体示例的组成图；
图3为本发明实施例提供的一种弱同步支撑***的控制方法的一个具体示例的流程图；
图4为本发明实施例提供的一种弱同步支撑***的控制方法的静止式电压支撑装置工作原理示意图；
图5为本发明实施例提供的一种电子设备一个具体示例的组成图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明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。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
实施例1
本发明实施例提供的一种弱同步支撑***，如图1所示，包括：至少一个同步机组，作为电网的稳定运行的基础支撑，通过输电线路接入电网。静止式电压支撑装置，通过并网交流母线与至少一个同步机组连接，用于为同步机组接入电网的并网点提供支撑电流。
在本发明实施例中，静止式电压支撑装置，静止式电压支撑装置，用于同步机支撑作用较弱的交流***，通过并网交流母线与至少一个同步机组连接，用于为所述同步机组接入所述电网的并网点提供支撑作用。如图2所示，包括：储能部分、耦合部分、网侧逆变部分。储能部分用于当电网发生短路故障时，通过向耦合部分中的直流侧母线电容提供能量，以维持电容电压稳定。耦合部分用于通过其内部的直流侧母线电压控制环节从储能部分调用能量，以维持电容电压稳定。网侧逆变部分用于通过虚拟同步机控制、功率同步控制或虚拟振荡器控制方式以生成装置内部电势，从而向并网点注入电流，完成对电网电压的支撑。储能部分可采用机械储能、电磁储能和电化学储能三种储能形式，在此不作限制，根据实际情况选取相应的储能形式。当电网发生短路故障时，在耦合部分中直流侧母线电压控制环节作用下，储能部分经耦合部分中的主电路向网侧逆变部分提供能量以维持直流侧母线电压稳定。储能部分可在电网发生短路故障时，通过耦合部分向网侧逆变部分提供能量以维持直流侧母线电压稳定。耦合部分负责连接储能部分与网侧逆变部分，可采用直接并联、经非隔离型DC/DC变换器并联、经隔离型DC/DC并联三种方式，在此不作限制，根据实际情况选取相应的连接方式。耦合部分可通过控制实现储能部分与网侧逆变部分的能量交互。网侧逆变部分利用虚拟同步机控制、功率同步控制或虚拟振荡器控制生成装置内部电势，从而向并网点注入电流，完成对电网电压的支撑。网侧逆变部分可采用两电平、模块化多电平(MMC)型、级联H桥型三种拓扑结构。网侧逆变部分可通过控制内部电势向电网提供支撑。
在本发明实施例中，网侧逆变部分通过耦合电路与储能模块连接，以使网侧逆变换流器主电路模块与储能模块进行能量的交换。网侧逆变换流器主电路模块，可从电网中获取能量以维持直流母线电压稳定，也可利用耦合电路从储能模块中获取能量以维持直流母线电压稳定。在维持直流母线电压稳定基础上，构建电压幅值和相位可调的目标电压源，基于目标电压源和并网交流母线电压之间的压差生成目标电流，通过目标电流进行功率交换。
在本发明实施例中，弱同步支撑***还包括：多个负荷模块，负荷模块与交流母线连接。
本发明实施例中提供的弱同步支撑***，通过静止式电压支撑装置调整装置内的电势，改变注入交流母线的无功功率，以缓解常规机组过少引起的无功功率调节能力不足的问题，进而稳定交流母线电压，使得其它设备可以正常运行。
实施例2
本发明实施例提供一种弱同步支撑***的控制方法，基于实施例1的弱同步支撑***，如图3所示，控制方法包括：
步骤S1：检测并网交流了母线的运行状态；
步骤S2：基于运行状态确定至少一条线路是否存在短路故障；
步骤S3：当所述至少一条线路存在短路故障时，控制静止式电压支撑装置进入短路电流支撑模式，储能部分维持直流侧母线电压稳定，逆变部分控制装置内部电势，以改变装置输出侧与并网交流母线之间的电压差，当出现电压差，装置即可经并网交流母线向故障点提供支撑电流。
在本发明实施例中，应用于弱同步支撑电网的静止型电压支撑装置工作原理示意图如图4所示，安装于弱同步机支撑的静止式电压支撑装置在电网正常工况下，即并网点电压不低于阈值，阈值的数值在此不作限制，根据实际情况进行相应的选取，此时保持“自主组网运行模式”，即从电网中获取能量以维持直流侧母线电压稳定，并通过自主组网控制策略生成装置内部电压，发挥类似传统同步调相机功能。
在电网故障工况下，该装置进入“短路电流支撑运行模式”。此时，装置利用耦合电路从储能部分中获取能量以维持直流侧母线电压稳定，并通过短路电流限制控制改变装置内部电压，从而使装置内部电压与并网点电压之间出现电压差。在该电压差的作用下，装置可向电网注入短路电流，并能避免短路电流超标。
本发明实施例提供一种弱同步支撑***的控制方法，通过静止式电压支撑装置调整装置内的电势，改变注入交流母线的无功功率，以缓解常规机组过少引起的无功功率调节能力不足的问题，进而稳定交流母线电压，使得其它设备可以正常运行。
实施例3
本发明实施例提供一种电子设备，如图5所示，包括：至少一个处理器401，例如CPU(Central Processing Unit，中央处理器)，至少一个通信接口403，存储器404，至少一个通信总线402。其中，通信总线402用于实现这些组件之间的连接通信。其中，通信接口403可以包括显示屏(Display)、键盘(Keyboard)，可选通信接口403还可以包括标准的有线接口、无线接口。存储器404可以是高速RAM存储器(Random Access Memory，易挥发性随机存取存储器)，也可以是非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。存储器404可选的还可以是至少一个位于远离前述处理器401的存储装置。其中处理器401可以执行实施例2中的弱同步支撑***的控制方法。存储器404中存储一组程序代码，且处理器401调用存储器404中存储的程序代码，以用于执行实施例2中的弱同步支撑***的控制方法。其中，通信总线402可以是外设部件互连标准(peripheral component interconnect，简称PCI)总线或扩展工业标准结构(extended industry standard architecture，简称EISA)总线等。通信总线402可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图5中仅用一条线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。其中，存储器404可以包括易失性存储器(英文：volatile memory)，例如随机存取存储器(英文：random-access memory，缩写：RAM)；存储器也可以包括非易失性存储器(英文：non-volatile memory)，例如快闪存储器(英文：flash memory)，硬盘(英文：hard disk drive，缩写：HDD)或固降硬盘(英文：solid-state drive，缩写：SSD)；存储器404还可以包括上述种类的存储器的组合。其中，处理器401可以是中央处理器(英文：central processing unit，缩写：CPU)，网络处理器(英文：network processor，缩写：NP)或者CPU和NP的组合。
其中，存储器404可以包括易失性存储器(英文：volatile memory)，例如随机存取存储器(英文：random-access memory，缩写：RAM)；存储器也可以包括非易失性存储器(英文：non-volatile memory)，例如快闪存储器(英文：flash memory)，硬盘(英文：hard diskdrive，缩写：HDD)或固态硬盘(英文：solid-state drive，缩写：SSD)；存储器404还可以包括上述种类的存储器的组合。
其中，处理器401可以是中央处理器(英文：central processing unit，缩写：CPU)，网络处理器(英文：network processor，缩写：NP)或者CPU和NP的组合。
其中，处理器401还可以进一步包括硬件芯片。上述硬件芯片可以是专用集成电路(英文：application-specific integrated circuit，缩写：ASIC)，可编程逻辑器件(英文：programmable logic device，缩写：PLD)或其组合。上述PLD可以是复杂可编程逻辑器件(英文：complex programmable logic device，缩写：CPLD)，现场可编程逻辑门阵列(英文：field-programmable gate array，缩写：FPGA)，通用阵列逻辑(英文：generic arraylogic,缩写：GAL)或其任意组合。
可选地，存储器404还用于存储程序指令。处理器401可以调用程序指令，实现如本申请执行实施例2中的弱同步支撑***的控制方法。
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令可执行实施例2中的弱同步支撑***的控制方法。其中，所述存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)、随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)、快闪存储器(Flash Memory)、硬盘(Hard Disk Drive，缩写：HDD)或固态硬盘(Solid-State Drive，SSD)等；所述存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (6)
1.一种弱同步支撑***，其特征在于，包括：
至少一个同步机组，通过输电线路接入电网；
静止式电压支撑装置，用于同步机支撑作用较弱的交流***，通过并网交流母线与所述至少一个同步机组连接，用于为所述同步机组接入所述电网的并网点提供支撑作用。
2.根据权利要求1所述的弱同步支撑***，其特征在于，所述静止式电压支撑装置，包括：储能部分、耦合部分、网侧逆变部分，其中，
储能部分用于当电网发生短路故障时，通过向耦合部分中的直流侧母线电容提供能量，以维持电容电压稳定；
耦合部分用于通过其内部的直流侧母线电压控制环节从储能部分调用能量，以维持电容电压稳定；
网侧逆变部分用于通过虚拟同步机控制、功率同步控制或虚拟振荡器控制方式以生成装置内部电势，从而向并网点注入电流，完成对电网电压的支撑。
3.根据权利要求1所述的弱同步支撑***，其特征在于，还包括：多个负荷模块，所述负荷模块与所述交流母线连接。
4.一种弱同步支撑***的控制方法，其特征在于，用于上述权利要求1-3任一项所述的弱同步支撑***，包括：
检测并网交流母线的运行状态；
基于所述运行状态确定所述至少一条线路是否存在短路故障；
当所述至少一条线路存在短路故障时，控制静止式电压支撑装置进入短路电流支撑模式，储能部分维持直流侧母线电压稳定，逆变部分控制装置内部电势，以改变装置输出侧与并网交流母线之间的电压差，当出现电压差，装置即可经并网交流母线向故障点提供支撑电流。
5.一种电子设备，其特征在于，包括：
存储器和处理器，所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行权利要求4所述的弱同步支撑***的控制方法。
6.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机指令，所述计算机指令用于使计算机执行权利要求4所述的弱同步支撑***的控制方法。
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