[發明專利]光伏虛擬同步機一次調頻控制方法及設備

有效

• 申請號: 201810397904.0
• 申請日: 2018-04-28
• 公開（公告）號: CN108599241B
• 公開（公告）日: 2020-06-30
• 發明（設計）人: 葛俊;鞏宇;李智;宋鵬;劉輝;江浩;劉漢民
• 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
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 湯在彥;王濤

1.一種光伏虛擬同步機一次調頻控制方法，其特征在于，包括：

接收電網由穩定運行頻率下降至第一頻率的頻率跌落信號；

響應所述頻率跌落信號，基于光伏虛擬同步機利用光伏儲能單元和光伏電源協調提供支撐功率，以對所述電網進行一次調頻；

其中，基于光伏虛擬同步機利用光伏儲能單元和光伏電源協調提供支撐功率包括：

利用光伏虛擬同步機中的DC/DC控制系統優先響應所述頻率跌落信號控制光伏儲能單元提供第一功率，以使所述電網由所述第一頻率上升至第二頻率；所述第一功率小于或等于所述光伏單元的最大儲能；所述第二頻率小于所述穩定運行頻率；

利用所述光伏虛擬同步機中的DC/AC控制系統控制光伏電源提供第二功率，以使所述電網由所述第二頻率上升至第三頻率；所述第二功率小于或等于所述光伏電源的備用容量；所述第三頻率小于或等于所述穩定運行頻率；

其中，利用所述光伏虛擬同步機中的DC/AC控制系統控制光伏電源提供第二功率，包括：

獲取所述光伏電源和所述儲能單元的最大總功率對應的第一參考電流，以及獲取所述光伏虛擬同步機的輸出功率與光伏逆變器出口側的實際功率之間的差值對應的第二參考電流；

將所述第一參考電流和所述第二參考電流輸入一比較器，得到d軸參考電流；在所述第一參考電流大于所述第二參考電流時，所述d軸參考電流等于所述第二參考電流，在所述第一參考電流小于或等于所述第二參考電流時，所述d軸參考電流等于所述第一參考電流；

將所述d軸參考電流輸入所述光伏虛擬同步機的光伏逆變器電流內環，以控制所述光伏電源提供第二功率。

2.如權利要求1所述的光伏虛擬同步機一次調頻控制方法，其特征在于，獲取所述光伏電源和所述儲能單元的最大總功率對應的第一參考電流，以及獲取所述光伏虛擬同步機的輸出功率與光伏逆變器出口側的實際功率之間的差值對應的第二參考電流，包括：

通過MPPT算法獲得所述光伏電源的最大運行功率，根據所述最大運行功率和儲能單元的最大儲能計算得到所述最大總功率，將所述最大總功率作用于第一PI控制器，得到所述第一參考電流；獲取所述光伏虛擬同步機的輸出功率和所述光伏逆變器出口側的實際功率，根據所述輸出功率和所述實際功率計算得到所述差值，將所述差值作用于第二PI控制器，得到所述第二參考電流。

3.一種光伏虛擬同步機一次調頻控制裝置，其特征在于，包括：

信號接收單元，用于：接收電網由穩定運行頻率下降至第一頻率的頻率跌落信號；

一次調頻單元，用于：響應所述頻率跌落信號，基于光伏虛擬同步機利用光伏儲能單元和光伏電源協調提供支撐功率，以對所述電網進行一次調頻；

其中，所述一次調頻單元，包括：

儲能支撐模塊，用于：利用光伏虛擬同步機中的DC/DC控制系統優先響應所述頻率跌落信號控制光伏儲能單元提供第一功率，以使所述電網由所述第一頻率上升至第二頻率；所述第一功率小于或等于所述光伏單元的最大儲能；所述第二頻率小于所述穩定運行頻率；

光伏支撐模塊，用于：利用所述光伏虛擬同步機中的DC/AC控制系統控制光伏電源提供第二功率，以使所述電網由所述第二頻率上升至第三頻率；所述第二功率小于或等于所述光伏電源的備用容量；所述第三頻率小于或等于所述穩定運行頻率；

其中，所述光伏支撐模塊，包括：

第一及第二參考電流獲取模塊，用于：獲取所述光伏電源和所述儲能單元的最大總功率對應的第一參考電流，以及獲取所述光伏虛擬同步機的輸出功率與光伏逆變器出口側的實際功率之間的差值對應的第二參考電流；

d軸參考電流生成模塊，用于：將所述第一參考電流和所述第二參考電流輸入一比較器，得到d軸參考電流；在所述第一參考電流大于所述第二參考電流時，所述d軸參考電流等于所述第二參考電流，在所述第一參考電流小于或等于所述第二參考電流時，所述d軸參考電流等于所述第一參考電流；

第二功率生成模塊，用于：將所述d軸參考電流輸入所述光伏虛擬同步機的光伏逆變器電流內環，以控制所述光伏電源提供第二功率。