[發明專利]并網控制方法及系統

有效

• 申請號: 201710636331.8
• 申請日: 2017-07-28
• 公開（公告）號: CN107370181B
• 公開（公告）日: 2020-04-07
• 發明（設計）人: 劉其輝;張怡冰
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙) 11371
• 代理人: 呂靜

本發明提供了并網控制方法及系統，涉及分布式電源并網研究技術領域，包括根據同步電機的機電暫態方程，建立同步逆變器的虛擬轉子模型，其中，虛擬轉子模型包括并網點電網頻率，在并網點電網頻率發生變化的情況下，根據虛擬轉子模型得到虛擬角頻率的調節函數，根據調節函數得到自然振蕩角頻率和阻尼比，對自然振蕩角頻率和阻尼比進行分析，得到同步逆變器的控制策略，根據虛擬轉子模型和控制策略，對虛擬角頻率進行波動控制。本發明可以提高同步逆變器在并網運行過程抵御電網側頻率波動的能力，增加暫態穩定性。

技術領域

本發明涉及分布式電源并網研究技術領域，尤其是涉及并網控制方法及系統。

背景技術

隨著能源問題的日益加劇，傳統的化石能源已經無法滿足人類可持續發展的要求，全球范圍內能源危機和環境問題的日益突出。風光等可再生能源得到了快速發展，分布式發電技術得到越來越多的關注，作為分布式電源與電網的紐帶，并網逆變器的功能被深入挖掘并肯定了其有益的作用。

同步逆變器以其有助于清潔能源融合電網、改善現有并網技術、規避電網安全隱患的特性成為目前的研究熱點。同步逆變器的運行機理在于模擬同步發電機的運行特性，使得電力電子變換器具有與傳統同步發電機相似的外部特性。然而，一方面，同步逆變器中所具有的轉動慣量要遠小于傳統同步機發電機；另一方面，傳統電力電子器件相對于傳統同步發電機而言，過載能力有限。因此，同步逆變器對并網點電網頻率波動的抵御能力有限，當并網點頻率的變化較大時，同步逆變器很容易由于虛擬角頻率的大幅度變化而停止工作。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供并網控制方法及系統，提高同步逆變器在并網運行過程抵御電網側頻率波動的能力，增加暫態穩定性。

第一方面，本發明實施例提供了一種并網控制方法，其中，包括：

根據同步電機的機電暫態方程，建立同步逆變器的虛擬轉子模型，其中，所述虛擬轉子模型包括并網點電網頻率；

在所述并網點電網頻率發生變化的情況下，根據所述虛擬轉子模型得到虛擬角頻率的調節函數；

根據所述調節函數得到自然振蕩角頻率和阻尼比；

對所述自然振蕩角頻率和阻尼比進行分析，得到所述同步逆變器的控制策略；

根據所述虛擬轉子模型和所述控制策略，對所述虛擬角頻率進行波動控制；

其中，所述控制策略包括虛擬慣性時間常數和阻尼系數，所述根據所述虛擬轉子模型和所述控制策略，對所述虛擬角頻率進行波動控制包括：

根據所述虛擬轉子模型確定所述虛擬角頻率的速度階段，其中，所述速度階段包括加速階段和減速階段；

在所述加速階段，通過增大所述虛擬慣性時間常數對所述虛擬角頻率的變化率進行抑制；

在所述減速階段，通過減小所述虛擬慣性時間常數對所述虛擬角頻率的變化率進行加速控制，以及通過增大所述阻尼系數對所述虛擬角頻率的偏移值進行加速控制；

其中，所述虛擬轉子模型包括虛擬角頻率的所述變化率和所述偏移值，所述根據所述虛擬轉子模型確定所述虛擬角頻率的速度階段包括：

判斷所述變化率和所述偏移值是否同號；

如果是，則確定所述虛擬角頻率為所述加速階段；

如果不是，則確定所述虛擬角頻率為所述減速階段。

結合第一方面，本發明實施例提供了第一方面的第一種可能的實施方式，其中，所述根據同步電機的機電暫態方程，建立同步逆變器的虛擬轉子模型包括：

所述虛擬轉子模型如下式所示：