[發明專利]一種光伏電站虛擬同步發電機的控制方法及裝置

有效

• 申請號: 201710317472.3
• 申請日: 2017-05-08
• 公開（公告）號: CN106972536B
• 公開（公告）日: 2020-09-29
• 發明（設計）人: 張節潭;郭樹鋒;畢天姝;楊軍;胥國毅;李延和;楊立濱
• 申請（專利權）人: 國網青海省電力公司;國網青海省電力公司電力科學研究院;華北電力大學
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38
• 代理公司: 北京凱特來知識產權代理有限公司 11260
• 代理人: 鄭立明;陳亮

本發明公開了一種光伏電站虛擬同步發電機的控制方法及裝置，首先對光伏電站內參與虛擬同步發電機控制的各個光伏發電單元進行降載控制；再采集所述光伏電站并網點處的電壓、電流和頻率信號；利用虛擬同步發電機控制器實現光伏電站的虛擬同步發電機控制，獲得各個光伏發電單元的有功、無功功率參考值；將虛擬同步發電機控制器得到的功率指令通過光纖網絡下發到各個光伏發電單元；所述各個光伏發電單元接收功率指令，跟蹤功率參考值，實現對所述光伏電站的功率控制。上述方法實現了光伏電站的虛擬同步發電機功能，增強了光伏電站的安全穩定運行能力，同時能夠發揮光伏電站的電壓和頻率控制能力。

技術領域

本發明涉及光伏發電系統技術領域，尤其涉及一種光伏電站虛擬同步發電機的控制方法及裝置。

背景技術

隨著新能源發電技術的不斷發展，近些年來，基于電力電子逆變器接口的新能源發電(光伏發電、風力發電等)在電力系統中所占比重越來越高。世界主要國家均制定了各自的新能源發電發展計劃。然而，與傳統同步發電機電源相比基于電力電子逆變器接口的新能源發電系統響應速度快，將發電系統的響應與電力系統的動態響應解耦，幾乎沒有利于保持系統穩定運行的轉動慣量和阻尼，其大量接入勢必會影響到電力系統的動態特性，無法為電力系統提供必要的電壓與頻率支撐，為電力系統帶來變革，為電力系統的穩定運行控制帶來挑戰。

針對逆變器并網的新能源發電系統，一般采用的控制策略為基于旋轉坐標系的電流型控制，這種控制方法能夠實現有功、無功功率的解耦控制，采用這種控制方法使新能源發電系統不具備旋轉慣性和阻尼特性，不利于系統的穩定運行，采用虛擬同步發電機控制方法能夠使基于逆變器并網的新能源發電系統具有類似于同步發電機的特性。但現有技術中的光伏并網系統不具備虛擬同步發電機的特性，如果對現有的光伏單元逆變器進行逐個改造比較費時、費力，而且由于各個光伏單元的逆變器獨立運行，其相互之間的影響還需要進一步研究，才能保證整個光伏電站的運行性能。

發明內容

本發明的目的是提供一種光伏電站虛擬同步發電機的控制方法及裝置，該方法實現了光伏電站的虛擬同步發電機功能，增強了光伏電站的安全穩定運行能力，同時能夠發揮光伏電站的電壓和頻率控制能力。

一種光伏電站虛擬同步發電機的控制方法，所述方法包括：

步驟1、對光伏電站內參與虛擬同步發電機控制的各個光伏發電單元進行降載控制；

步驟2、采集所述光伏電站并網點處的電壓、電流和頻率信號；

步驟3、利用虛擬同步發電機控制器實現光伏電站的虛擬同步發電機控制，獲得各個光伏發電單元的有功、無功功率參考值；

步驟4、將虛擬同步發電機控制器得到的功率指令通過光纖網絡下發到各個光伏發電單元；

步驟5、所述各個光伏發電單元接收功率指令，跟蹤功率參考值，實現對所述光伏電站的功率控制。

在所述步驟1中，所述對光伏電站內參與虛擬同步發電機控制的各個光伏發電單元進行降載控制的過程具體為：

通過改變各個光伏發電單元的功率參考值，使光伏發電單元的有功功率輸出偏離其最大功率跟蹤值。

在所述步驟2中，具體利用電流互感器和電壓互感器來采集所述光伏電站并網點處的電壓、電流和頻率信號。

在所述步驟3中，所述獲得各個光伏發電單元的有功、無功功率參考值，具體包括：根據測量的電壓、電流和頻率信號通過虛擬同步發電機控制算法獲得各個光伏單元的有功、無功功率參考值。

在所述步驟4中，所述功率指令為虛擬同步發電機控制的各個光伏發電單元的功率指令。

一種光伏電站虛擬同步發電機的控制裝置，所述裝置包括：

降載控制模塊，用于對光伏電站內參與虛擬同步發電機控制的各個光伏發電單元進行降載控制；