1.一种电压控制型新能源变流器的有功功率直接控制方法,其特征在于,步骤如下:步骤1、采样新能源变流器的输出相电压Eoa,Eob,Eoc、桥臂电感电流ILa,ILb,ILc,并经单同步旋转坐标变换分别得到输出电压dq轴分量Eod,Eoq和电感电流dq轴分量ILd,ILq,其中d轴为有功轴,q轴为无功轴;
步骤2、根据步骤1中得到的输出电压dq轴分量Eod,Eoq和电感电流dq轴分量ILd,ILq计算新能源变流器输出瞬时有功功率Po和新能源变流器输出瞬时无功功率Qo,并经一阶低通滤波器进行滤波,得到新能源变流器输出平均有功功率和新能源变流器输出平均无功功率,并分别记为输出平均有功功率 和输出平均无功功率所述输出平均有功功率 和输出平均无功功率 计算式分别为:其中Tf为一阶低通滤波器的时间常数,s为拉普拉斯算子;
步骤3、根据步骤2中得到的输出平均有功功率 经过有功外环控制算法得到新能源变流器输出电压角频率,并记为角频率ωref,角频率ωref经积分运算得到相角指令θref;
步骤4、根据步骤2中得到的输出平均无功功率 经过无功外环控制算法得到电压闭环控制d轴指令Edref;
所述无功外环控制算法为电压‑无功功率线性下垂控制,计算式为:*
其中,E为新能源变流器额定输出相电压幅值,n为新能源变流器的无功功率下垂系数;
步骤5、设电压闭环控制q轴指令Eqref=0,将步骤4中得到的电压闭环控制d轴指令Edref与步骤1中得到的输出电压d轴分量Eod,经过d轴电压闭环控制,得到电感电流闭环控制的d轴指令ILdref;将电压闭环控制q轴指令Eqref与步骤1中得到的输出电压q轴分量Eoq,经过q轴电压闭环控制,得到电感电流闭环控制q轴指令ILqref;
所述d轴电压闭环控制和q轴电压闭环控制的方程分别为:ILdref=(Edref‑Eod)GV(s)ILqref=(Eqref‑Eoq)GV(s)其中,GV(s)为电压闭环比例积分调节器,其表达式为:GV(s)=Kpv+Kiv/sKpv为电压闭环比例调节器系数,Kiv为电压闭环积分调节器系数;
步骤6、将步骤5中得到的电感电流闭环控制d轴指令ILdref与步骤1中得到的电感电流d轴分量ILd,经过d轴电感电流闭环控制,得到d轴输出信号Ed;将步骤5中得到的电感电流闭环控制q轴指令ILqref与步骤1中得到的电感电流q轴分量ILq,经过q轴电感电流闭环控制,得到q轴输出信号Eq;
所述d轴电感电流闭环控制和q轴电感电流闭环控制的方程分别为:Ed=(ILdref‑ILd)GI(s)Eq=(ILqref‑ILq)GI(s)GI(s)为电感电流闭环比例调节器,其表达式为:GI(s)=Kp
其中Kp为电感电流闭环比例调节器系数;
步骤7、将步骤4中得到的电压闭环控制d轴指令Edref和步骤5中得到的电压闭环控制q轴指令Eqref作为电压指令前馈,分别加上步骤6中得到的d轴输出信号Ed和q轴输出信号Eq,得到dq坐标系下的调制波Emd,Emq;
Emd=Edref+Ed
Emq=Eqref+Eq
步骤8、将步骤7中得到的dq坐标系下的调制波Emd,Emq经单同步旋转坐标反变换得到新能源变流器桥臂电压的三相调制波Ema,Emb,Emc,经调制后作为IGBT电路的驱动信号。
2.根据权利要求1所述的电压控制型新能源变流器的有功功率直接控制方法,其特征在于,步骤3所述有功外环控制算法,包括以下步骤:首先根据上一计算周期的新能源变流器输出电压角频率ωref′,经调速器比例控制,得到调速器所需的有功功率Pω,其计算式为:Pω=Kω(ω0‑ωref′)其中,ω0为新能源变流器输出电压的额定频率,Kω为调速器比例控制系数;
其次,将调速器所需的有功功率Pω加上给定的有功指令分量Pref1,得到新能源变流器功率外环控制的有功指令Pm,其计算式为:其中,Pref为新能源变流器总的有功指令,λ为有功功率直接控制的参与因子,Dω为阻尼系数;
然后,将新能源变流器功率外环控制的有功指令Pm、输出平均有功功率 经过虚拟惯性环节和有功指令前馈分量Pref2,得到新能源变流器输出电压角频率ωref,其计算式为:Pref2=λPref
其中,Jω为变流器的虚拟惯量;
步骤3所述频率指令积分运算,其计算式为:θref=∫ωref。