[發明專利]一種園區型負荷虛擬同步機協調控制系統

在審

• 申請號: 201711082845.X
• 申請日: 2017-11-07
• 公開（公告）號: CN107887926A
• 公開（公告）日: 2018-04-06
• 發明（設計）人: 侍紅兵;王慧;周曄
• 申請（專利權）人: 國網江蘇省電力公司鹽城供電公司;國網江蘇省電力公司;國家電網公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38
• 代理公司: 蘇州市港澄專利代理事務所(普通合伙)32304
• 代理人: 馬麗麗

1.一種園區型負荷虛擬同步機協調控制系統，其特征在于，所述園區型負荷虛擬同步機協調控制系統包括電網調度端、系統級集中協調控制器、有源電力濾波器APF、交流電源以及環境監測模塊；所述電網調度端與所述系統級集中協調控制器通過信號傳輸線進行雙向連接；所述系統級集中協調控制器與信號傳輸總線進行雙向連接；所述有源電力濾波器APF通過并網開關連接到電力總線，所述有源電力濾波器APF及相應并網開關均通過信號傳輸線連接到信號傳輸總線；所述交流電源通過并網開關連接到電力總線，該并網開關還通過信號傳輸線連接到信號傳輸總線；所述環境監測模塊通過信號傳輸線連接到信號傳輸總線；

所述園區型負荷虛擬同步機協調控制系統還包括光伏發電模塊、電力電子負荷模塊、儲能系統模塊、無功補償模塊及用戶負荷模塊；所述光伏發電模塊包括光伏組件陣列、匯流箱、逆變器及相應并網開關，光伏組件陣列、匯流箱、逆變器及相應并網開關通過電力線依次連接；所述電力電子負荷模塊包括冷/熱負荷、整流器及相應并網開關，冷/熱負荷、整流器及相應并網開關通過電力線依次連接；所述儲能系統模塊包括電池管理系統BMS、電池堆、雙向整流逆變器及相應并網開關，電池堆、雙向整流逆變器及相應并網開關通過電力線依次連接；光伏發電模塊、電力電子負荷模塊及儲能系統模塊的并網開關均通過電力線連接到第一變壓器；所述無功補償模塊通過相應并網開關及第二變壓器連接到電力總線，該并網開關及第二變壓器通過信號傳輸線連接到信號傳輸總線；所述用戶負荷模塊包括電動汽車充電樁、一般負荷以及可切負荷，所述電動汽車充電樁通過相應并網開關及第三變壓器連接到電力總線，該并網開關及第三變壓器通過信號傳輸線連接到信號傳輸總線；所述一般負荷通過相應并網開關及第四變壓器連接到電力總線，該并網開關及第四變壓器通過信號傳輸線連接到信號傳輸總線；所述可切負荷通過相應并網開關及第五變壓器連接到電力總線，該并網開關及第五變壓器通過信號傳輸線連接到信號傳輸總線；

所述園區型負荷虛擬同步機協調控制系統還包括設備級調頻調壓控制器，所述設備級調頻調壓控制器通過信號傳輸線連接到信號傳輸總線；所述設備級調頻調壓控制器通過信號傳輸線與光伏發電模塊的匯流箱、逆變器及相應并網開關相連接；所述設備級調頻調壓控制器還通過信號傳輸線與電力電子負荷模塊的冷/熱負荷、整流器及相應并網開關相連接；所述設備級調頻調壓控制器還通過信號傳輸線與儲能系統模塊的電池管理系統BMS、雙向整流逆變器及相應并網開關相連接；所述設備級調頻調壓控制器還通過信號傳輸線連接到所述第一變壓器；

所述設備級調頻調壓控制器對光伏發電模塊、電力電子負荷模塊及儲能系統模塊進行實時控制，所述系統級集中協調控制器對整個系統進行控制，使負荷虛擬同步機達到一次調頻和二次調頻的控制目標。

2.根據權利要求1所述的一種園區型負荷虛擬同步機協調控制系統，其特征在于，虛擬同步機的電壓調節系統是一個閉環的電壓控制系統，通過測量同步發電機的端電壓，根據端電壓的變化控制勵磁電壓，以保持發電機端電壓的穩定。

3.根據權利要求2所述的一種園區型負荷虛擬同步機協調控制系統，其特征在于，所述電壓調節系統包括電壓調差模塊以及比例-積分調節模塊；所述電壓調差模塊的電壓調差系數的公式為其中，ΔU_D為發電機的端電壓變化，ΔI_Q為無功電流變化，調差系數的取值越小，負荷突變時電壓的波動就越小，為保證各個并聯的逆變電源按額定容量承擔相應的負載，調差系數與分配功率之間還滿足下面的關系：K₁Q₁＝K₂Q₂＝…＝K_nQ_n，調差系數越小，分配的功率就越大；所述比例-積分調節模塊共有三個輸入，分別為虛擬同步發電機的額定電壓U_ref、電壓調差模塊輸出U′_ref以及逆變電源輸出U₀，其具體的調節過程為：當Q_N＝Q時，也就是虛擬同步發電機運行在額定無功的狀態時，U′_ref＝U_ref，系統的輸出電壓為額定電壓，當無功負載突變時，ΔQ≠0，通過勵磁控制器的調節，系統運行在一個新的電壓水平。