[發明專利]基于光伏虛擬發電機的高頻諧振抑制方法及系統

在審

• 申請號: 201810365988.X
• 申請日: 2018-04-23
• 公開（公告）號: CN108512249A
• 公開（公告）日: 2018-09-07
• 發明（設計）人: 李智;劉輝;高舜安;宋鵬;葛俊;江浩;鞏宇;崔陽
• 申請（專利權）人: 華北電力科學研究院有限責任公司;國網冀北電力有限公司電力科學研究院;國網冀北電力有限公司;國家電網公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/24;H02J3/48;H02J3/50
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 王天堯;王濤

本發明提供一種基于光伏虛擬發電機的高頻諧振抑制方法及系統。該基于光伏虛擬發電機的高頻諧振抑制方法包括：根據三相電壓信號和有功功率參考值得到網測控制電壓d軸分量；根據三相電流信號和電壓參考值得到網測控制電壓q軸分量；輸入網測控制電壓d軸分量至d軸電流參考值模型得到d軸電流參考值；輸入網測控制電壓q軸分量至q軸電流參考值模型得到q軸電流參考值；輸入d軸電流參考值至逆變器輸出電壓d軸分量模型得到逆變器輸出電壓d軸分量；輸入q軸電流參考值至逆變器輸出電壓q軸分量模型得到逆變器輸出電壓q軸分量；根據逆變器輸出電壓d軸分量和逆變器輸出電壓q軸分量輸出脈沖信號以控制光伏逆變器。本發明可以提高電網穩定性。

技術領域

本發明涉及光伏虛擬發電機領域，具體地，涉及一種基于光伏虛擬發電機的高頻諧振抑制方法及系統。

背景技術

近年來，隨著光伏發電技術的廣泛應用，光伏發電在電力系統所占比例不斷提高。然而，基于電力電子逆變器的光伏發電并網控制模式并未具備滿足電力系統需求的固有慣性和調頻調壓控制的能力，在高滲透率光伏并網場景下，電網穩定性問題越發嚴峻。

現有VSG(Voltage Sag Generator，電壓跌落發生器)技術的光伏逆變器既保留了電力電子接口電源特性，又表現出同步發電機特點，相比于常規光伏逆變器，其并網穩定性更加復雜?，F有文獻主要研究了基于常規和VSG技術的光伏逆變器單體及其在并網環節下穩定性問題，且側重于同步頻率諧振和低頻諧振機理分析，而對于VSG技術應用于接入弱電網的光伏逆變器所產生的高頻振蕩現象及抑制作用尚未開展專題研究。

通過小擾動分析研究，現有光伏虛擬同步機的高頻諧振模態和常規光伏逆變器基本一致，在其并網系統中，網側環節參數的變化可能誘發高頻諧振模態，且高頻諧振頻率隨著網側參數的變化而改變。而光伏虛擬同步機引入的有功下垂系數(KDp)或虛擬慣量(J)，在其增大或減小時，對光伏虛擬同步機并網系統的高頻諧振特性基本沒有影響。對于電感相對較大的弱電網，現有光伏虛擬同步機技術的并網系統阻尼較弱，其并網系統諧振頻率增大，存在高頻諧振風險。

發明內容

本發明實施例的主要目的在于提供一種基于光伏虛擬發電機的高頻諧振抑制方法及系統，以抑制接入弱電網中光伏虛擬同步機的高頻諧振現象，提高電網穩定性。

為了實現上述目的，本發明實施例提供一種基于光伏虛擬發電機的高頻諧振抑制方法，包括：

對三相電壓信號進行功率坐標變換得到e軸電磁功率；

對三相電流信號進行功率坐標變換得到d軸網側電壓分量；

對e軸電磁功率和有功功率參考值的差進行有功調頻得到網測控制電壓d軸分量；

對d軸網側電壓分量和電壓參考值的差進行無功電壓控制得到網測控制電壓q軸分量；

創建d軸電流參考值模型、q軸電流參考值模型、逆變器輸出電壓d軸分量模型和逆變器輸出電壓q軸分量模型；

輸入網測控制電壓d軸分量、公共連接點電壓d軸分量、虛擬電感、虛擬電阻和拉普拉斯變換算子至d軸電流參考值模型中，得到d軸電流參考值；

輸入網測控制電壓q軸分量、公共連接點電壓q軸分量、虛擬電感、虛擬電阻和拉普拉斯變換算子至q軸電流參考值模型中，得到q軸電流參考值；

輸入d軸電流參考值、第一比例積分控制器的比例系數、第一比例積分控制器的積分系數和拉普拉斯變換算子至逆變器輸出電壓d軸分量模型中，得到逆變器輸出電壓d軸分量；

輸入q軸電流參考值、第二比例積分控制器的比例系數、第二比例積分控制器的積分系數和拉普拉斯變換算子至逆變器輸出電壓q軸分量模型中，得到逆變器輸出電壓q軸分量；

根據逆變器輸出電壓d軸分量和逆變器輸出電壓q軸分量進行脈沖寬度調制，生成并輸出脈沖信號以控制光伏逆變器。