本发明属于变流器不平衡控制领域，具体涉及一种适用于构网型变流器的不平衡控制方法及相关装置。
背景技术：
1、随着可再生能源的高速发展，电力系统中电力电子变流器占比不断提高，电力系统展现出“双高”特点。在变流器控制技术中，构网型控制逐渐成为主流的发展趋势，其具有良好的电压频率支撑能力，可有效协调多个变流器并网或离网运行。
2、基于构网型控制的优势，近几年构网型储能场站得到快速发展。一个典型的大型构网型储能场站通常由多台变流器并联后经由公共连接点汇入电网。然而一些不平衡负载的接入会导致电压、电流出现不平衡，这可由临近的构网型变流器进行治理。在并网运行时，母线附近的不平衡负载注入的电流基波负序会导致公共连接点产生电压不平衡，关键负载对供电电压的质量要求得不到满足。而离网运行时，负载的电流不平衡全部由多台构网型变流器提供，这使得该问题变得更加复杂。并且，在并网与离网模式下，各变流器对基波负序电流分配不合理时会产生环流，增大系统损耗。因此这要求负载的基波负序电流需要在接入同一公共连接点的多台构网型变流器之间按容量比分配。为解决上述问题，需要针对构网型变流器建立一种不平衡控制方法，使其满足在不考虑通讯的情况下，应用于在并网与离网两种模式，兼顾公共连接点不平衡电压抑制和不平衡电流分配两方面要求。
3、针对构网型变流器不平衡控制这一问题，文献[1]提出一个直接治理方法是附加不平衡补偿装置，包括有源电力滤波器、静止同步补偿器等等，其补偿效果更好，响应更快。然而，额外设备投资引发了一定经济性问题，并且，在严重负载不平衡的情况下，由补偿设备注入的电流的幅值可能非常高，并且可能超过额定值。为避免引入额外的装置，可采用构网型变流器本身控制治理不平衡的方法。一个主流的方法是通过虚拟阻抗以重塑各变流器的基波负序输出阻抗，文献[2]引入了虚拟电导并提出了负序无功-电导下垂控制环路，调节各变换器在基波负序域下的等效输出阻抗，实现了无通信下基波负序电流的均分。但该方法仅针对输出电压治理，未提及公共连接点电压不平衡。文献[3]引入了自适应负序虚拟阻抗模块，通过对负序电流采样以调节阻抗的大小，并引入公共连接点电压不平衡度调节系数，对不平衡进行补偿。但该方法需要对公共连接点电压进行检测。文献[4]仿照基波功率下垂控制，建立负序域下的无功-电压、有功-相位的下垂关系，利用负序下垂控制实现对不平衡的补偿，该方法的实现依赖采集到的公共连接点不平衡信息，并且不平衡补偿量的计算位于在二次控制层级，无法避免通讯。文献[5]在不依赖通讯的情况下，通过连续控制集模型预测控制的目标函数建立公共连接点电压与输出电流基波负序的下垂关系，以实现公共连接点负序电压补偿和负序电流分配，但其计算量较大，对控制器性能要求过高。
4、综上所述，现有方法通常只针对并网或离网一种模式分析与设计，极少讨论兼顾构网型变流器并离网两种模式的不平衡治理方案。
5、文献[1]naderi y,hosseini s h,zadeh s g,et al.an overview of powerquality enhancement techniques applied to distributed generation inelectrical distribution networks[j].renewable and sustainable energy reviews,2018,93:201-214.
6、文献[2]cheng p t,chen c a,lee t l,et al.a cooperative imbalancecompensation method for distributed generation interface converters[j].ieeetransactions on industry applications,2009,45(2):805-815.
7、文献[3]马添翼,金新民.基于自适应负序电流虚拟阻抗的微电网不平衡控制策略[j].电力系统自动化,2014,38(12):12-18.
8、文献[4]zhao x,guerrero j m,savaghebi m,et al.low-voltage ride-throughoperation ofpower converters in grid-interactive microgrids by usingnegative-sequence droop control[j].ieee transactions on power electronics,2017,32(4):3128-3142.
9、文献[5]liu j,yushi m,ise t.cost-function-based microgriddecentralized control of unbalance and harmonics for simultaneous bus voltagecompensation and current sharing[j].ieee transactions on power electronics,2019,34(8):7397-7410.
技术实现思路
1、本发明的目的在于针对现有技术不足，提供一种适用于构网型变流器的不平衡控制方法及相关装置，其应用于连接于同一公共连接点的多变流器系统，针对并网或离网运行的两种模式，实现基波负序电流在各单元之间按容量分配，同时降低公共连接点处电压不平衡。
2、本发明的目的是由以下技术方案实现的：
3、一种适用于构网型变流器的不平衡控制方法，包括：
4、利用已采样的输出电压与输出电流推算公共连接点电压；
5、提取公共连接点电压与输出电流的基波负序；
6、根据检测到的电压电流的基波负序，采用下垂+比例谐振控制，建立公共连接点电压与输出电流的基波负序统一下垂关系，得到不平衡补偿参考电压；
7、将不平衡补偿参考电压和基波参考电压进行叠加，得到逆变器输出参考电压叠加输入pwm调制单元。
8、进一步的，所述利用已采样的输出电压与输出电流推算公共连接点电压，包括：
9、基于基尔霍夫定律，公共连接点电压计算表达式如下：
10、
11、其中，vpcc为公共连接点电压，vout、iout为变流器的输出电压与输出电流，rline、lline为线路电阻与电感。通常情况下，设计单位可提供线路阻抗信息。
12、进一步的，所述提取公共连接点电压与输出电流的基波负序，包括：
13、选择采用双二阶广义积分-正负序计算模块(dsogi-pnsc)，通过该模块输入量与其提取到的基波正序相减，得到电压电流的基波负序，表达式如下：
14、
15、其中，xα、xβ分别为两个sogi模块输入信号，x'α、qx'α、x'β、qx'β分别为两个sogi模块输出信号，k和ω为sogi的增益系数与频率，分别为基波正序与基波负序。
16、进一步的，所述建立公共连接点电压与输出电流的基波负序统一下垂关系，包括：
17、对公共连接点电压与输出电流中提取出的基波负序采取统一下垂控制，以αβ坐标系为例，使其满足：
18、
19、其中，分别为αβ坐标系下公共连接点电压基波负序与输出电流基波负序，kdroop为下垂系数，与各变流器的容量成反比，kdroop*sbase＝c，在同一系统中，c为常数；
20、根据统一不平衡下垂关系，定义下垂误差为：
21、
22、将得到的下垂误差通过比例谐振控制保证其基波负序成分近似为零，其传递函数如下：
23、
24、其中，kp为比例系数，为谐振系数，ωc为谐振控制器的截止频率，ωm为基波角频率。
25、一种适用于构网型变流器的不平衡控制装置，包括：
26、公共连接点电压获取模块，用于利用已采样的输出电压与输出电流推算公共连接点电压；
27、基波负序获取模块，用于提取公共连接点电压与输出电流的基波负序；
28、不平衡补偿参考电压获取模块，用于根据检测到的电压电流的基波负序，采用下垂+比例谐振控制，建立公共连接点电压与输出电流的基波负序统一下垂关系，得到不平衡补偿参考电压；
29、参考电压叠加输出模块，用于将不平衡补偿参考电压和基波参考电压进行叠加，得到逆变器输出参考电压叠加输入pwm调制单元。
30、进一步的，所述公共连接点电压获取模块，具体用于：
31、基于基尔霍夫定律，计算公共连接点电压：
32、
33、其中，vpcc为公共连接点电压，vout、iout为变流器的输出电压与输出电流，rline、lline为线路电阻与电感。
34、进一步的，所述基波负序获取模块，具体用于：选择采用双二阶广义积分-正负序计算模块(dsogi-pnsc)，通过该模块输入量与其提取到的基波正序相减，得到电压电流的基波负序，表达式如下：
35、
36、其中，xα、xβ分别为两个sogi模块输入信号，x'α、qx'α、x'β、qx'β分别为两个sogi模块输出信号，k和ω为sogi的增益系数与频率，分别为基波正序与基波负序。
37、进一步的，所述不平衡补偿参考电压获取模块建立公共连接点电压与输出电流的基波负序统一下垂关系，具体包括：
38、对公共连接点电压与输出电流中提取出的基波负序采取统一下垂控制，以αβ坐标系为例，使其满足：
39、
40、其中，分别为αβ坐标系下公共连接点电压基波负序与输出电流基波负序，kdroop为下垂系数，与各变流器的容量成反比，kdroop*sbase＝c，在同一系统中，c为常数；
41、根据统一不平衡下垂关系，定义下垂误差为：
42、
43、将得到的下垂误差通过比例谐振控制保证其基波负序成分近似为零，其传递函数如下：
44、
45、其中，kp为比例系数，为谐振系数，ωc为谐振控制器的截止频率，ωm为基波角频率。
46、一种适用于构网型变流器的不平衡控制系统，包括：计算机可读存储介质和处理器；
47、所述计算机可读存储介质用于存储可执行指令；
48、所述处理器用于读取所述计算机可读存储介质中存储的可执行指令，执行所述的适用于构网型变流器的不平衡控制方法。
49、一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现所述的适用于构网型变流器的不平衡控制方法。
50、与现有技术相比，本发明的不平衡控制方法具有以下优越性：
51、(1)本发明提供的一种适用于构网型变流器的不平衡控制方法，针对连接于同一公共连接点的多变流器单元，基于本地测量信息推算出公共连接点电压，而后仅需提取公共连接点电压与输出电流的基波负序建立统一下垂关系，并采用比例谐振控制器保证稳态时下垂关系成立，在实现输出电流基波负序按照变流器容量分配的同时，公共连接点电压不平衡也会得到抑制。
52、(2)目前关于构网型变流器的不平衡控制的研究大部分集中于虚拟阻抗控制，其依赖于电压电流双环，而对于没有电压内环控制的基于无功单环控制的构网型控制方案不适用，本发明提供一种不平衡控制方法可应用于任何构网型控制，具有一定优越性。
53、(3)针对并网模式，现有不平衡控制方案通常需要使用锁相环，导致构网型变流器失去不依赖锁相环的优势；本发明无需采用锁相环即可抑制公共连接点电压的不平衡，且可实现多台变流器间基波负序电流的合理分配。
54、(4)本发明是对pcc电压与输出电流基波不平衡的直接提取与控制，不受系统运行模式的影响，可应用于并网与离网两种模式，在两种模式下，无需切换不平衡控制，均可对电压电流不平衡补偿。
1.一种适用于构网型变流器的不平衡控制方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种适用于构网型变流器的不平衡控制方法，其特征在于，所述利用已采样的输出电压与输出电流推算公共连接点电压，包括：
3.根据权利要求1所述的一种适用于构网型变流器的不平衡控制方法，其特征在于，所述提取公共连接点电压与输出电流的基波负序，包括：
4.根据权利要求1所述的一种适用于构网型变流器的不平衡控制方法，其特征在于，所述建立公共连接点电压与输出电流的基波负序统一下垂关系，包括：
5.一种适用于构网型变流器的不平衡控制装置，其特征在于，包括：
6.如权利要求5所述的适用于构网型变流器的不平衡控制装置，其特征在于，所述公共连接点电压获取模块，具体用于：
7.如权利要求5所述的适用于构网型变流器的不平衡控制装置，其特征在于，所述基波负序获取模块，具体用于：选择采用双二阶广义积分-正负序计算模块(dsogi-pnsc)，通过该模块输入量与其提取到的基波正序相减，得到电压电流的基波负序，表达式如下：
8.如权利要求5所述的适用于构网型变流器的不平衡控制装置，其特征在于，所述不平衡补偿参考电压获取模块建立公共连接点电压与输出电流的基波负序统一下垂关系，具体包括：
9.一种适用于构网型变流器的不平衡控制系统，包括：计算机可读存储介质和处理器；
10.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-4中任一项所述的适用于构网型变流器的不平衡控制方法。
