本发明涉及电力系统控制，尤其涉及一种基于虚拟励磁的构网型变流器控制方法、装置及终端设备。
背景技术：
1、随着“双高”电力系统的快速建设，新能源规模逐步扩大，变流器成为新能源与电力系统必不可少的接口。构网型变流器能够有效避免跟网型变流器因缺乏频率、电压主动支撑能力引入的失稳风险，得到了普遍认可并在电力系统中被广泛应用。构网型变流器通过测量并网点功率实际值，与给定值做比较，构建内电势幅值、相位，对外呈现为受控电压源特性，从而支撑系统的电压、频率。为应对外部电网大小扰动，发挥较强的电压支撑能力，构网型变流器应能充分利用自身的内电势控制环节，最大程度地增强内电势调节能力。
2、下垂控制是目前使用最为广泛的一类构网型控制策略，但下垂控制结构简单，在外部电网收到扰动后，内电势随无功变化而变化显著，受无功影响较大，不能充分发挥电压支撑能力。而使用p i控制器将并网点处电压测量值跟踪至设定的电压参考值，也是一类构网型控制策略。但使用p i控制器这一策略，在电压变化剧烈时无法消除瞬态误差，甚至可能产生超调和振荡，导致对电压的调节能力不足。
3、总的来说，尽管现有技术能够实现构网，对外呈现出受控电压源特性，起到一定的支撑作用，但在外部电网发生变化或受到扰动后，仍无法维持内电势来支撑电压。
技术实现思路
1、本发明实施例提供一种基于虚拟励磁的构网型变流器控制方法、装置及终端设备，通过内电势幅值生成模型来调节内电势最大程度地保持构网特性，以此增强变流器的电压调节功能、维持构网变流器并网点电压水平，同时在外部系统受到扰动后具有良好的动态响应性能。
2、本发明一实施例提供了一种基于虚拟励磁的构网型变流器控制方法，包括：
3、获取并网点的有功功率、无功功率、以及电压有效值；
4、根据所述有功功率计算内电势相位；
5、根据所述无功功率、预设的无功功率参考值以及预设的初始电压参考值，计算电压参考值；
6、将所述电压有效值以及所述电压参考值输入至预设的内电势幅值生成模型中，以使所述内电势幅值生成模型中的若干p id控制单元根据所述电压有效值以及所述电压参考输出初始内电势幅值，继而通过所述内电势幅值生成模型中的若干惯性单元、若干校正单元、以及若干线性传递单元中对所述初始内电势幅值进行校正补偿，最后输出内电势幅值；
7、根据所述内电势相位以及所述内电势幅值，生成pwm调制信号,并通过pwm调制信号对构网型变流器的开关管进行控制。
8、进一步的，获取并网点的电压有效值，包括：
9、获取在并网点检测的初始电压信号；
10、对所述初始电压信号进行滤波，生成电压信号；
11、获取预设的工频电压周期，根据以下公式计算所述电压有效值：
12、
13、其中，t为工频电压周期，vf为滤波后的电压信号。
14、进一步的，获取并网点的电压有效值，包括：
15、获取在并网点检测的初始电压信号；
16、对所述初始电压信号进行滤波，生成电压信号；
17、将所述电压信号转换为dq坐标系，得到所述电压信号的d轴分量以及q轴分量；
18、根据所述电压信号的d轴分量以及q轴分量，通过以下公式计算所述电压有效值；
19、
20、其中，vd为所述电压信号的d轴分量，vq为所述电压信号的q轴分量。
21、进一步的，所述根据所述无功功率、预设的无功功率参考值以及预设的初始电压参考值，计算电压参考值，包括：
22、计算所述无功功率以及所述无功功率参考值的无功功率差值；
23、获取构网型变流器的构网型控制策略；
24、在所述构网型控制策略为无功下垂控制策略时，获取预设的无功下垂系数，并根据所述无功下垂系数、所述无功功率差值、以及所述初始电压参考值，计算所述电压参考值；
25、在所述构网型控制策略为pi控制策略时，获取预设的比例放大倍数以及预设的积分时间常数，并根据所述比例放大倍数、所述积分时间常数、所述无功功率差值、以及所述初始电压参考值，计算所述电压参考值。
26、进一步的，所述内电势幅值生成模型，由若干所述pid控制单元、若干所述惯性单元、若干所述校正单元、以及若干所述线性传递单元依次串联所构成；
27、所述内电势幅值生成模型中的若干p id控制单元根据所述电压有效值以及所述电压参考输出初始内电势幅值，继而通过所述内电势幅值生成模型中的若干惯性单元、若干校正单元、以及若干线性传递单元中对所述初始内电势幅值进行校正补偿，最后输出内电势幅值，包括：
28、所述内电势幅值生成模型通过以下公式输出所述内电势幅值：
29、
30、其中，eref为所述内电势幅值生成模型最后输出内电势幅值，δv为所述电压有效值以及所述电压参考值的差值，s为复频率，k1、k2、k3、k4依次为所述pid控制单元、所述惯性单元、所述校正单元、以及所述线性传递单元的个数，g1(s)为pid控制单元，kp为预设的比例放大倍数，ki为预设的积分时间常数，kd为预设的微分时间常数，g2(s)为惯性单元，ka为预设的比例系数，ta为预设的时间常数，g3(s)为校正单元，t1、t2均为预设的时间常数，g4(s)为线性传递环节，a0……an、b0……bn分别为n阶、m阶多项式的系数，n、m分别为多项式的阶数。
31、进一步的，所述内电势幅值生成模型，由若干所述pid控制单元、若干所述惯性单元、若干所述校正单元、以及若干所述线性传递单元依次逐个并联所构成；
32、所述内电势幅值生成模型中的若干pid控制单元根据所述电压有效值以及所述电压参考输出初始内电势幅值，继而通过所述内电势幅值生成模型中的若干惯性单元、若干校正单元、以及若干线性传递单元中对所述初始内电势幅值进行校正补偿，最后输出内电势幅值，包括：
33、所述内电势幅值生成模型通过以下公式输出所述内电势幅值：
34、eref(s)＝[k5(g1(s))+k6(g2(s))+k7(g3(s))+k8(g4(s))]δv(s)；
35、其中，eref为所述内电势幅值生成模型最后输出内电势幅值，δv为所述电压有效值以及所述电压参考值的差值，s为复频率，k5、k6、k7、k8依次为所述pid控制单元、所述惯性单元、所述校正单元、以及所述线性传递单元的个数，g1(s)为pid控制单元，g2(s)为惯性单元，g3(s)为校正单元，g4(s)为线性传递环节。
36、进一步的，所述内电势幅值生成模型，由一个串联结构子模型以及一个并联结构子模型依次串联构成；
37、其中，所述串联结构子模型，由若干所述pid控制单元、若干所述惯性单元、若干所述校正单元、以及若干所述线性传递单元依次串联构成；
38、所述并联结构子模型，由若干所述pid控制单元、若干所述惯性单元、若干所述校正单元、以及若干所述线性传递单元依次逐个并联构成；
39、所述内电势幅值生成模型中的若干pid控制单元根据所述电压有效值以及所述电压参考输出初始内电势幅值，继而通过所述内电势幅值生成模型中的若干惯性单元、若干校正单元、以及若干线性传递单元中对所述初始内电势幅值进行校正补偿，最后输出内电势幅值，包括：
40、所述内电势幅值生成模型通过以下公式输出所述内电势幅值：
41、
42、其中，eref为所述内电势幅值生成模型最后输出内电势幅值，δv为所述电压有效值以及所述电压参考值的差值，s为复频率，k1、k2、k3、k4依次为所述串联结构子模型中pid控制单元、惯性单元、校正单元、以及线性传递单元的个数，k5、k6、k7、k8依次为所述并联结构子模型中p id控制单元、惯性单元、校正单元、以及线性传递单元的个数，g1(s)为pid控制单元，g2(s)为惯性单元，g3(s)为校正单元，g4(s)为线性传递环节。
43、进一步的，所述内电势幅值生成模型，由一个串联结构子模型以及一个并联结构子模型依次并联构成；
44、其中，所述串联结构子模型，由若干所述pid控制单元、若干所述惯性单元、若干所述校正单元、以及若干所述线性传递单元依次串联构成；
45、所述并联结构子模型，由若干所述pid控制单元、若干所述惯性单元、若干所述校正单元、以及若干所述线性传递单元依次逐个并联构成；
46、所述内电势幅值生成模型中的若干pid控制单元根据所述电压有效值以及所述电压参考输出初始内电势幅值，继而通过所述内电势幅值生成模型中的若干惯性单元、若干校正单元、以及若干线性传递单元中对所述初始内电势幅值进行校正补偿，最后输出内电势幅值，包括：
47、
48、其中，eref为所述内电势幅值生成模型最后输出内电势幅值，δv为所述电压有效值以及所述电压参考值的差值，s为复频率，k1、k2、k3、k4依次为所述串联结构子模型中pid控制单元、惯性单元、校正单元、以及线性传递单元的个数，k5、k6、k7、k8依次为所述并联结构子模型中p id控制单元、惯性单元、校正单元、以及线性传递单元的个数，g1(s)为pid控制单元，g2(s)为惯性单元，g3(s)为校正单元，g4(s)为线性传递环节。
49、本发明另一实施例提供了一种基于虚拟励磁的构网型变流器控制装置，包括：
50、数据获取模块，用于获取并网点的有功功率、无功功率、以及电压有效值；
51、内电势相位计算模块，用于根据所述有功功率计算内电势相位；
52、电压参考值计算模块，用于根据所述无功功率、预设的无功功率参考值以及预设的初始电压参考值，计算电压参考值；
53、内电势幅值计算模块，用于将所述电压有效值以及所述电压参考值输入至预设的内电势幅值生成模型中，以使所述内电势幅值生成模型中的若干pid控制单元根据所述电压有效值以及所述电压参考输出初始内电势幅值，继而通过所述内电势幅值生成模型中的若干惯性单元、若干校正单元、以及若干线性传递单元中对所述初始内电势幅值进行校正补偿，最后输出内电势幅值；
54、变流器控制模块，用于根据所述内电势相位以及所述内电势幅值，生成pwm调制信号,并通过pwm调制信号对构网型变流器的开关管进行控制。
55、本发明另一实施例提供了一种终端设备，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如所述任意一项实施例所述的一种基于虚拟励磁的构网型变流器控制方法。
56、通过实施本发明具有如下有益效果：
57、本发明公开了一种基于虚拟励磁的构网型变流器控制方法、装置及终端设备，所述方法通过设立一内电势幅值生成模型来根据并网点的电压有效值以及预设的电压参考值计算内电势幅值，具体的，内电势幅值生成模型中设立有若干pid控制单元，而众所周知的是，pid控制单元中设置有p(比例环节)用于控制偏差；i(积分环节)用于减小稳态误差；d(微分环节)调节偏差信号的变化率，有利于加快变流器的动态响应，减小超调。因此，通过设置若干p id控制单元能够有效增强构网型变流器对扰动的响应能力，实现内电势快速调节。其次通过惯性单元对pid控制单元输出结果进行延迟，使得输出结果不能突变，以维系内电势幅值的稳定，再通过校正单元对pid控制单元的输出结果进行滤波补偿，以提高内电势幅值稳态精度，以及进一步增强构网型变流器对扰动的响应能力，实现内电势快速调节。因此，本发明通过内电势幅值生成模型增强对内电势的调节控制能力，尤其是当变流器并网点电压受扰动而发生波动时，通过调节内电势最大程度保持构网特性，以此增强变流器的电压调节功能、维持构网变流器并网点电压水平，同时在外部系统受到扰动后具有良好的动态响应性能。
1.一种基于虚拟励磁的构网型变流器控制方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的一种基于虚拟励磁的构网型变流器控制方法，其特征在于，获取并网点的电压有效值，包括：
3.如权利要求1所述的一种基于虚拟励磁的构网型变流器控制方法，其特征在于，获取并网点的电压有效值，包括：
4.如权利要求1所述的一种基于虚拟励磁的构网型变流器控制方法，其特征在于，所述根据所述无功功率、预设的无功功率参考值以及预设的初始电压参考值，计算电压参考值，包括：
5.如权利要求1所述的一种基于虚拟励磁的构网型变流器控制方法，其特征在于，所述内电势幅值生成模型，由若干所述pid控制单元、若干所述惯性单元、若干所述校正单元、以及若干所述线性传递单元依次串联所构成；
6.如权利要求1所述的一种基于虚拟励磁的构网型变流器控制方法，其特征在于，所述内电势幅值生成模型，由若干所述pid控制单元、若干所述惯性单元、若干所述校正单元、以及若干所述线性传递单元依次逐个并联所构成；
7.如权利要求1所述的一种基于虚拟励磁的构网型变流器控制方法，其特征在于，所述内电势幅值生成模型，由一个串联结构子模型以及一个并联结构子模型依次串联构成；
8.如权利要求1所述的一种基于虚拟励磁的构网型变流器控制方法，其特征在于，所述内电势幅值生成模型，由一个串联结构子模型以及一个并联结构子模型依次并联构成；
9.一种基于虚拟励磁的构网型变流器控制装置，其特征在于，包括：
10.一种终端设备，其特征在于，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至8中任意一项所述的一种基于虚拟励磁的构网型变流器控制方法。
