本发明涉及电力系统应用，具体的是一种提升功角稳定性的构网型变流器直流端口控制系统。
背景技术：
1、在化石能源衰竭和气候环境的双重压力下，世界各国均采取了提高能源利用率、大力发展清洁和可再生能源以改善能源结构的措施，目的是实现能源的可持续供应和经济社会的和谐发展。我国十九大把生态文明建设放在突出地位，要求着力推进绿色发展、循环发展、低碳发展，同国际社会一道积极应对气候变化；而控制温室气体排放，实现绿色低碳发展，也是我国转变发展方式、破解资源环境瓶颈制约、提升国际竞争力的内在要求。
2、随着新能源发电技术的大力发展，光伏、风电等新能源通过电力电子设备接入同一交流电网，这些新能源和交流电网共同构成多新能源馈入系统。新能源通过变流器并网显著改变了现代电网的动态特性，给电网的安全稳定带来了挑战。一方面，新能源出力较强的随机性和不确定性给电网的电压质量等带来冲击；另一方面，随着新能源占比的增加，电网表现出低惯量特性，跟网型控制变流器的零惯量动态响应使得电力系统频率波动较大，从而带来了新型电力系统运行安全风险。
3、为应对上述挑战，构网型控制技术逐渐受到关注。与跟网型控制变流器不同的是，构网型控制变流器呈现为电压源特性，采用虚拟同步机功率同步控制策略使得其相较于锁相环可以为系统提供虚拟惯量支撑，优化频率响应特性。无需依赖外部传输相位信息的同步方式使其在孤岛和并网模式下均可工作；但是，当电网出现故障，电压发生跌落时，构网型变流器的直流侧功率会溢出交流侧输出功率，造成暂态功角失稳的风险。
技术实现思路
1、为解决上述背景技术中提到的不足，本发明的目的在于提供一种提升功角稳定性的构网型变流器直流端口控制系统，能够有效解决构网型控制变流器在电网电压发生跌落时的暂态稳定性问题。
2、第一方面，本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种提升功角稳定性的构网型变流器直流端口控制系统，包括：
3、功率计算模块，用于接收构网型变流器在公共耦合点的电压与电流，计算构网型变流器输出的有功功率与无功功率，将构网型变流器输出的有功功率与无功功率输入至功率同步模块；
4、直流电压控制模块，用于接收直流端口电容的电压值，与预设的电压参考值进行比较后，生成有功功率参考值，将有功功率参考值输入至功率同步模块；
5、功率同步模块，用于根据构网型变流器输出的有功功率值和有功功率参考值计算变流器输出电压的幅值与相位，将变流器输出电压的幅值与相位输入至电压参考值合成模块；
6、电压参考值合成模块，用于根据变流器输出电压的幅值与相位生成变流器输出电压参考值，将变流器输出电压参考值输入电压控制模块；
7、电压控制模块，用于将变流器输出电压参考值与实际值进行比较生成电流参考值，将电流参考值输入电流控制模块；
8、电流控制模块，用于将电流参考值与实际值进行比较生成滤波设备前的电压参考值，将滤波设备前的电压参考值输入脉宽调制模块；
9、脉宽调制模块，用于根据滤波设备前的电压参考值生成变流器驱动信号。
10、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，该系统还包括：所述直流电压控制模块包括：稳态直流电压控制模块、陷波能量预测模块和暂态电压附加控制模块。
11、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，该系统还包括：所述稳态直流电压控制模块接收变流器直流端口电压的能量映射值，与预设参考值做差后输入暂态电压双路无静差调节器输出变流器交流侧有功功率的补偿参考值。
12、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，该系统还包括：所述陷波能量预测模块由陷波滤波器和滞回比较器构成，陷波滤波器接收变流器输出功率的实测值与参考值之差滤除特定频次的干扰信号后输出能量差额，输入滞回比较器与由动势能等面积法推导的稳定功率阈值比较后输出变流器直流端口和交流侧的能量交互预测结果，其中所述能量交互预测类型包括:不存在失稳风险与存在失稳风险两类工况类型，当滞回比较器的输出为正时，预测结果为存在暂态功角失稳风险；当滞回比较器的输出为负时，预测结果为不存在暂态功角失稳风险。
13、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，该系统还包括：所述暂态电压附加控制模块由暂态电压双路无静差调节器和电压叠加器组成；暂态电压附加控制模块接受陷波能量预测模块输出的能量差额经过暂态电压双路无静差调节器得到暂态尺度下的直流电压的调节结果，与稳态情况下的直流电压参考值经过叠加器得到面向电网故障工况下交直流功率平衡的直流电压参考值。
14、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，该系统还包括：所述功率同步模块功率控制、下垂控制、虚拟同步机控制，通过接收变流器交流侧输出功率与其参考值的偏移量，经由不同控制方法的调节过程生成输出电压功角与幅值的参考值。
15、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，该系统还包括：电网正常运行状态下，变流器直流侧与交流侧的能量差额近似为零，直流侧电容不进行充放电工作，陷波能量预测模块的能量差额未超过比较器阈值，预测结果为不存在潜在失稳风险；暂态电压附加模块输出被置零，构网型变流器按照预先设置的有功功率指令进行工作，直流电压控制模块不影响构网策略的正常工作及动态特性。
16、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，该系统还包括：电网电压发生跌落故障时，构网型变流器输出的有功功率在故障瞬间发生跌落，变流器直流侧与交流侧之间产生大的功率差额；此时陷波能量预测模块接收的能量差额超过阈值，滞回比较器输出预测结果为变流器存在失稳风险，暂态电压附加控制模块开始工作，能量差额经过暂态电压双路无静差调节器得到暂态尺度下的直流电压的调节结果，抬高暂态故障态下的直流电压参考值，改变直流端口动态特性，使得直流端口对变流器功率差额的瞬态储存和补偿；经由直流端口削减的变流器不平衡功率减小功角超调，从而对直流电压进行限幅与保护。
17、在本发明的又一方面，为了达到上述目的，公开了一种终端设备，包括存储器、处理器及存储在存储器中并能够在处理器上运行的计算机程序，所述存储器中存储有能够在处理器上运行的计算机程序，所述处理器加载并执行计算机程序时，采用了如上所述的一种提升功角稳定性的构网型变流器直流端口控制系统。
18、在本发明的另一方面，为了达到上述目的，公开了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器加载并执行时，采用了如上所述的一种提升功角稳定性的构网型变流器直流端口控制系统。
19、本发明的有益效果：
20、本发明控制结构简单、参数调节容易，不影响电网正常运行状态下的变流器参考功率，不需要电网正常运行状态与故障状态下的模式切换，可以自适应控制构网型变流器直流端口在电网发生大信号扰动故障的瞬间暂存暂态能量，为构网型变流器提供即时的暂态功角稳定性支撑，在电网大信号扰动故障情况下可以缩短系统的暂态过程，使系统在短时间内恢复稳定运行状态，并减少了直流电容电压的超调，缓解直流端口的过压风险，仅使用构网型变流器控制中的有功功率参考值和实际输出值作为反馈量，不依赖于电压跌落程度、线路阻抗等时变的系统信息，避免了通信延时可能带来的直流端口暂存能量偏差，提高了功角稳定性支撑的快速性、减小了控制策略的复杂性与实现难度。
1.一种提升功角稳定性的构网型变流器直流端口控制系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种提升功角稳定性的构网型变流器直流端口控制系统，其特征在于，电网正常运行状态下，变流器直流侧与交流侧的能量差额为零，直流侧电容不进行充放电工作，陷波能量预测模块的能量差额未超过比较器阈值，预测结果为不存在潜在失稳风险；暂态电压附加模块输出被置零，构网型变流器按照预先设置的有功功率指令进行工作，直流电压控制模块不影响构网策略的正常工作及动态特性。
3.根据权利要求2所述的一种提升功角稳定性的构网型变流器直流端口控制系统，其特征在于，电网电压发生跌落故障时，构网型变流器输出的有功功率在故障瞬间发生跌落，变流器直流侧与交流侧之间产生了较大的功率差额；此时陷波能量预测模块接收的能量差额超过阈值，滞回比较器输出预测结果为变流器存在失稳风险，暂态电压附加控制模块开始工作，能量差额经过暂态电压双路无静差调节器得到暂态尺度下的直流电压的调节结果，抬高暂态故障态下的直流电压参考值，改变直流端口动态特性，使得直流端口对变流器功率差额的瞬态储存和补偿；经由直流端口削减的变流器不平衡功率减小功角超调，，避免潜在的变流器暂态功角失稳风险，同时对直流电压进行限幅与保护。
4.根据权利要求1所述的一种提升功角稳定性的构网型变流器直流端口控制系统，其特征在于，所述功率同步模块功率控制、下垂控制、虚拟同步机控制，通过接收变流器交流侧输出功率与其参考值的偏移量，经由不同控制方法的调节过程生成输出电压功角与幅值的参考值。
5.一种终端设备，包括存储器、处理器及存储在存储器中并能够在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述存储器中存储有能够在处理器上运行的计算机程序，所述处理器加载并执行计算机程序时，采用了权利要求1至4中任一项所述的一种提升功角稳定性的构网型变流器直流端口控制系统。
6.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器加载并执行时，采用了权利要求1至4中任一项所述的一种提升功角稳定性的构网型变流器直流端口控制系统。
