[發明專利]一種雙饋抽水蓄能機組的虛擬慣性控制系統及方法

有效

• 申請號: 201710129768.2
• 申請日: 2017-03-06
• 公開（公告）號: CN106712101B
• 公開（公告）日: 2019-09-03
• 發明（設計）人: 李輝;劉海濤;宋二兵;柴兆森;王坤;駱林;周光厚;黃智欣
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/24
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 趙榮之

1.一種雙饋抽水蓄能機組的虛擬慣性控制系統，其特征在于，所述虛擬慣性控制系統包括Washout濾波器模塊、比例微分調節器模塊以及一階低通濾波器模塊，其中：

所述Washout濾波器模塊，用于阻斷穩態輸入信號，以使得穩態頻率偏差無法影響控制系統的控制過程；

所述比例微分調節器模塊，用于通過調頻輔助功率控制所述雙饋抽水蓄能機組的輸出功率參考值，使得所述雙饋抽水蓄能機組的輸出功率參考值與電網頻率相關聯；其中，當電網頻率發生改變時，所述雙饋抽水蓄能機組的輸出功率參考值進行相應調整，以實現對電網頻率的調頻；

所述一階低通濾波器模塊，用于消除高頻噪音信號，以減少外部信號對控制系統的干擾；

所述比例微分調節器模塊按照下述公式確定所述調頻輔助功率：

其中，ΔP_f^*表示所述調頻輔助功率，k_p表示所述比例微分調節器模塊限定的第一調節系數，k_d表示所述比例微分調節器模塊限定的第二調節系數，Δf表示實際工作頻率與參考頻率之間的頻率差；

所述比例微分調節器模塊按照下述公式確定所述第一調節系數：

其中，P_{N_DFPSU}表示雙饋抽水蓄能機組的額定功率，σ_*表示機組調差系數，f_N表示所述虛擬慣性控制系統的額定頻率。

2.根據權利要求1所述的雙饋抽水蓄能機組的虛擬慣性控制系統，其特征在于，所述比例微分調節器模塊按照下述公式確定所述機組調差系數：

其中，Δf_*表示頻率差標幺值，表示有功變化量標幺值。

3.根據權利要求1所述的雙饋抽水蓄能機組的虛擬慣性控制系統，其特征在于，所述比例微分調節器模塊按照下述公式確定所述第二調節系數：

k_d＝2HP_N/f_N

其中，2HP_N＝J_DFPSUω_rω_s，J_DFPSU表示所述雙饋抽水蓄能機組的能量系數，ω_r表示參考工作角頻率，ω_s表示實際工作角頻率，f_N所述虛擬慣性控制系統的額定頻率。

4.根據權利要求1所述的雙饋抽水蓄能機組的虛擬慣性控制系統，其特征在于，所述雙饋抽水蓄能機組中還包括雙饋電機機側變流器、雙饋電機網側變流器、調速器以及機械導葉，其中：

所述雙饋電機機側變流器，用于通過控制定子電流的軸分量，來分別控制定子有功功率和無功功率，以實現對電機功率的解耦控制；

所述雙饋電機網側變流器，用于通過控制電網電流的軸分量，來分別控制網側直流母線電壓和無功功率，以實現對雙饋電機網側變流器直流母線電壓和功率因數的控制；

所述調速器，用于接收預先計算出的最優轉速，將所述最優轉速轉換為對應的轉速變量，并將所述轉速變量發送至所述機械導葉處；

所述機械導葉，用于根據所述轉速變量調整所述雙饋抽水蓄能機組的轉速。