本发明涉及新能源发电系统暂态稳定控制，具体涉及一种混合同步控制逆变器暂态稳定性的自适应控制方法。
背景技术：
1、随着现代电网中新能源渗透率的不断攀升，电力系统的电力电子化特性更加显著，电力系统的网架结构与运行方式日益发生深刻的变化。高比例分布式能源的接入对电力系统的安全性和稳定性产生了严重影响，现有新型电力系统支撑能力欠缺，依靠新能源发电的设备大多为电流源型特性，因此对电力系统的电压的主动支撑能力不足，系统的电压稳定问题较为突出。电压源型并网变流器(voltage source converters,vsg)可以实现功率双向流动以及四象限运行，相较于跟网型控制(grid following control,gflc)的低惯量，构网型控制(grid forming control,gfmc)技术可以发挥vsg灵活可控的优势，对弱电网乃至极弱电网表现出很好的适应性及稳定性，可以在弱电网中自主快速地构建系统电压，补偿系统缺失的固有惯性阻尼特性，为系统提供可靠的电压、频率支撑。然而，gfmc通过模拟传统同步机主动建立频率，因此在大干扰下，gfmc也可能出现类似于同步发电机的即暂态失稳现象，而且由于电力电子器件无法承受较大的暂态电流，因此控制器必须设置限流环节，这将导致构网型vsg暂态稳定裕度低，系统失稳风险大。
2、针对构网型控制在大干扰下的暂态失稳现象，已有大量文献提出了暂态稳定增强策略，现有的文献往往遵循以下两条思路来提升其暂态稳定性：一是降低变流器在故障下失去平衡点的风险，如故障后减小有功功率给定值；二是优化变流器的动态响应，避免在动态过程中穿越不稳定平衡点而暂态失稳，如控制参数优化设计等。为了提高构网型vsg控制策略在大干扰故障下的暂态稳定性，提出了混合同步控制的策略，然而，当不对称故障发生时，由于电流限制以及电网电压电流中存在正负序分量，使得混合同步控制的暂态稳定性受到影响。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种混合同步控制逆变器暂态稳定性的自适应控制方法，根据混合同步控制型逆变器的系统模型以及其在不对称故障下暂态失稳机理，设计了自适应控制模块以提高逆变器的暂态稳定性，解决了混合同步控制的暂态稳定性较差的问题。
2、本发明通过下述技术方案实现：
3、一种混合同步控制逆变器暂态稳定性的自适应控制方法，包括：
4、采集正常/故障运行情况下混合同步控制型逆变器出口侧输出三相电压、三相电流以及有功环输出的频率；
5、基于正序控制与负序控制结合的控制策略构建逆变器的混合同步控制结构，并根据所述混合同步控制结构构建hsc-vsc混合同步控制型逆变器系统模型；
6、以所述三相电压、三相电流、有功环输出的频率以及hsc-vsc混合同步控制型逆变器系统模型为基础，自适应确定逆变器的控制信号，并根据所述控制信息对逆变器进行自适应控制。
7、在一种可能的实施方式中，基于正序控制与负序控制结合的控制策略构建逆变器的混合同步控制结构，并根据所述混合同步控制结构构建hsc-vsc混合同步控制型逆变器系统模型，包括：
8、构建正序控制子结构、负序控制子结构以及控制信号生成子结构，并将所述正序控制子结构的输出以及负序控制子结构的输出共同作为控制信号生成子结构的输入，得到混合同步控制结构；
9、构建电网模拟结构，并结合混合同步控制结构，获取hsc-vsc混合同步控制型逆变器系统模型。
10、在一种可能的实施方式中，所述正序控制子结构包括功率处理单元、电压内环、第一电流内环以及第一转换单元；
11、所述功率处理单元包括混合同步环以及无功下垂控制器；
12、所述混合同步环，用于以正序有功功率和正序有功功率参考值pref+为输入，输出正序电压参考相位θhsc；
13、所述无功下垂控制器，用于以正序无功功率q和正序无功功率参考值qref+为输入，输出正序电压参考值edref；
14、其中，正序无功功率q以及正序有功功率的获取方法为：将逆变器出口侧输出三相电压以及三相电流经过正负序解耦，得到电压的正序分量和负序分量，以及得到电流的正序分量和负序分量；根据电压的正序分量以及电流的正序分量，确定正序无功功率q以及正序有功功率
15、所述电压内环，用于以正序电压参考相位θhsc与正序电压参考值edref为输入，输出d轴正序电流参考值idrefp1以及q轴正序电流参考值iqrefp1；
16、所述第一电流内环，用于以d轴正序电流参考值idrefp1以及q轴正序电流参考值iqrefp1为输入，输出d轴正序电压mdp以及q轴正序电压mqp；
17、所述第一转换单元，用于以正序电压参考相位θhsc、d轴正序电压mdp以及q轴正序电压mqp为输入，合成dq坐标系下的电压，得到正序合成电压mabcp。
18、在一种可能的实施方式中，所述混合同步环的数据处理流程，包括：
19、将采集的三相电压依次经过第一dsogi模块以及第一pnsc模块处理进行处理之后，得到正序电压分量
20、将所述正序电压分量依次经过第一park变换模块以及比例调节器进行处理之后，得到pll的角速度偏差δωpll；
21、将有功功率参考值pref+与正序有功功率相减，并经过传递函数处理之后，得到vsg的角速度偏差值δωvsg；
22、将pll的角速度偏差δωpll与vsg的角速度偏差值δωvsg相加之后，并经过第一积分器处理之后，得到正序电压参考相位θhsc；
23、其中，正序电压参考相位θhsc反馈至第一park变换模块，以通过第一park变换模块将正序电压参考相位θhsc与正序电压分量进行联合处理。
24、在一种可能的实施方式中，所述负序控制子结构包括锁相环、第二电流内环以及第二转换单元；
25、所述锁相环，用于以负序电压d轴分量uqn为输入，输出负序电压相位θn；
26、所述第二电流内环，用于以d轴负序电压参考值idrefn1以及q轴负序电压参考值iqrefn1为输入，输出d轴负序电压mdn以及q轴负序电压mqn；
27、所述第二转换单元，用于以负序电压相位θn、d轴负序电压mdn以及q轴负序电压mqn为输入，合成dq坐标系下的电压，得到负序合成电压mabcn。
28、在一种可能的实施方式中，所述锁相环的数据处理流程，包括：
29、将采集的三相电压依次经过第二dsogi模块以及第二pnsc模块处理进行处理之后，得到负序电压分量
30、将负序电压分量经过第二park变换模块进行处理之后，得到负序电压d轴分量uqn；
31、将负序电压d轴分量uqn依次进行比例积分处理、与角速度参考值ω0相减以及第二积分器处理之后，得到负序电压相位θn；
32、其中，负序电压相位θn反馈至第二park变换模块，以通过第二park变换模块将负序电压相位θn与负序电压分量进行联合处理。
33、在一种可能的实施方式中，所述控制信号生成子结构包括信号合成单元以及pwm调制单元；
34、所述信号合成单元，用于将正序合成电压mabcp与负序合成电压mabcn相加，得到期望的电压调制信号mabc；
35、所述pwm调制单元，用于将期望的电压调制信号mabc进行pwm调制，生成逆变器中开关管的控制信号。
36、在一种可能的实施方式中，所述混合同步控制结构输出的控制信号连接至所述电网模拟结构中逆变器的开关管上。
37、在一种可能的实施方式中，以所述三相电压、三相电流、有功环输出的频率以及hsc-vsc混合同步控制型逆变器系统模型为基础，自适应确定逆变器的控制信号，包括：
38、判断有功环输出的频率是否大于预设频率阈值，若是，则将三相电压以及三相电流处理为hsc-vsc混合同步控制型逆变器系统模型的输入，以确定hsc-vsc混合同步控制型逆变器系统模型中混合同步控制结构输出的逆变器的控制信号，否则确定系统暂态失稳，自适应调整d轴正序电流参考值、q轴正序电流参考值、d轴负序电压参考值以及q轴负序电压参考值，并根据调整之后的d轴正序电流参考值、q轴正序电流参考值、d轴负序电压参考值以及q轴负序电压参考值对hsc-vsc混合同步控制型逆变器系统模型进行控制，以自适应确定逆变器的控制信号，将逆变器拉回暂态稳定状态。
39、在一种可能的实施方式中，自适应调整d轴正序电流参考值、q轴正序电流参考值、d轴负序电压参考值以及q轴负序电压参考值，包括：
40、建立故障前后系统的状态空间方程，通过相图法确定d轴正序电流参考值、q轴正序电流参考值、d轴负序电压参考值以及q轴负序电压参考值的稳定域，并将所述d轴正序电流参考值、q轴正序电流参考值、d轴负序电压参考值以及q轴负序电压参考值调回至稳定域的边界中。
41、本发明提供的一种混合同步控制逆变器暂态稳定性的自适应控制方法，针对严重不对称故障下基于混合同步控制逆变器的暂态失稳现象，自适应注入逆变器正序电流和负序电流，提高了不对称故障下混合同步控制逆变器的暂态稳定性；能够确保系统在发生严重不对称故障后的平衡，增强了柔性互联设备的暂态稳定性，基于相图分析正负序电流对暂态稳定性的影响，设计自适应电流注入策略大大提高了系统的安全运行；便于实际应用，进而保障新能源并网的稳定运行。
1.一种混合同步控制逆变器暂态稳定性的自适应控制方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的混合同步控制逆变器暂态稳定性的自适应控制方法，其特征在于，基于正序控制与负序控制结合的控制策略构建逆变器的混合同步控制结构，并根据所述混合同步控制结构构建hsc-vsc混合同步控制型逆变器系统模型，包括：
3.根据权利要求2所述的混合同步控制逆变器暂态稳定性的自适应控制方法，其特征在于，所述正序控制子结构包括功率处理单元、电压内环、第一电流内环以及第一转换单元；
4.根据权利要求3所述的混合同步控制逆变器暂态稳定性的自适应控制方法，其特征在于，所述混合同步环的数据处理流程，包括：
5.根据权利要求3所述的混合同步控制逆变器暂态稳定性的自适应控制方法，其特征在于，所述负序控制子结构包括锁相环、第二电流内环以及第二转换单元；
6.根据权利要求5所述的混合同步控制逆变器暂态稳定性的自适应控制方法，其特征在于，所述锁相环的数据处理流程，包括：
7.根据权利要求5所述的混合同步控制逆变器暂态稳定性的自适应控制方法，其特征在于，所述控制信号生成子结构包括信号合成单元以及pwm调制单元；
8.根据权利要求7所述的混合同步控制逆变器暂态稳定性的自适应控制方法，其特征在于，所述混合同步控制结构输出的控制信号连接至所述电网模拟结构中逆变器的开关管上。
9.根据权利要求5所述的混合同步控制逆变器暂态稳定性的自适应控制方法，其特征在于，以所述三相电压、三相电流、有功环输出的频率以及hsc-vsc混合同步控制型逆变器系统模型为基础，自适应确定逆变器的控制信号，包括：
10.根据权利要求9所述的混合同步控制逆变器暂态稳定性的自适应控制方法，其特征在于，自适应调整d轴正序电流参考值、q轴正序电流参考值、d轴负序电压参考值以及q轴负序电压参考值，包括：
