[發(fā)明專利]一種虛擬同步發(fā)電機(jī)的虛擬慣量生成方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810631353.X
• 申請日: 2018-06-19
• 公開（公告）號: CN108879722B
• 公開（公告）日: 2021-04-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 尹航;周育楨;雷憲章
• 申請（專利權(quán)）人: 全球能源互聯(lián)網(wǎng)歐洲研究院;全球能源互聯(lián)網(wǎng)研究院有限公司;國家電網(wǎng)有限公司;國網(wǎng)遼寧省電力有限公司電力科學(xué)研究院
• 主分類號: H02J3/24
• 分類號: H02J3/24;H02J3/38
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11250
• 代理人: 馬永芬

本發(fā)明公開了一種虛擬同步發(fā)電機(jī)的虛擬慣量生成方法，包括如下步驟：采集虛擬同步發(fā)電機(jī)的直流側(cè)和交流側(cè)的相關(guān)參數(shù)；采集虛擬同步發(fā)電機(jī)的實(shí)際頻率；根據(jù)相關(guān)參數(shù)和實(shí)際頻率得到頻率控制器的控制參數(shù)；根據(jù)相關(guān)參數(shù)和頻率控制器的控制參數(shù)控制虛擬同步發(fā)電機(jī)的運(yùn)行，生成虛擬同步發(fā)電機(jī)的虛擬慣量。根據(jù)頻率控制器的控制參數(shù)以及虛擬同步發(fā)電機(jī)的相關(guān)參數(shù)控制虛擬同步發(fā)電機(jī)的運(yùn)行，能夠全面模擬傳統(tǒng)電力發(fā)電機(jī)，使虛擬同步發(fā)電機(jī)具有虛擬慣量，即能夠在未增加額外的儲能單元的情形下，防止使用虛擬同步發(fā)電機(jī)的電網(wǎng)的頻率事件的發(fā)生，提高電網(wǎng)頻率穩(wěn)定性，從而降低了電力系統(tǒng)的硬件成本，同時(shí)還能夠降低電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力電子技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及到一種虛擬同步發(fā)電機(jī)的虛擬慣量生成方法。

背景技術(shù)

在分布式電源接入電網(wǎng)或微電網(wǎng)的過程中，并網(wǎng)逆變器作為接口是必不可少的部分，因此其在電網(wǎng)安全穩(wěn)定性方面的地位和作用就非常重要。相對于傳統(tǒng)的同步發(fā)電機(jī)，基于電力電子逆變器接口的分布式電源的響應(yīng)速度非常的快，且自身沒有同步發(fā)電機(jī)所固有的旋轉(zhuǎn)慣性，當(dāng)電力系統(tǒng)中接入這樣的分布式電源過多時(shí)，必定會(huì)威脅到電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

虛擬同步發(fā)電機(jī)是基于電力電子逆變器接口的分布式電源中的一種常見裝置，是大規(guī)模清潔能源的接入過程中必不可少的部分，因而，如何生成虛擬同步發(fā)電機(jī)的虛擬慣量，支持系統(tǒng)穩(wěn)定，引起了國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。現(xiàn)有技術(shù)中，公開號為CN107394814A的中國專利文獻(xiàn)公開了一種最優(yōu)儲能配置下的虛擬慣量匹配方法，包括以下步驟：確定儲能裝置最大功率工作點(diǎn)的限制規(guī)則；根據(jù)臨界阻尼模型得到儲能容量及其最大功率工作點(diǎn)；計(jì)算最優(yōu)儲能容量及最優(yōu)儲能配置下的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和阻尼系數(shù)。上述專利文獻(xiàn)中的技術(shù)方案雖然配置了虛擬同步發(fā)電機(jī)的虛擬慣量，但是設(shè)置了額外的增加儲能單元，該儲能單元的設(shè)置不僅增加了電力系統(tǒng)的硬件成本，還增加了電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜性。

發(fā)明內(nèi)容

因此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于解決現(xiàn)有技術(shù)中的通過增加額外的儲能單元配置虛擬同步發(fā)電機(jī)的虛擬慣量的方法，配置成本較高，配置后的電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的問題。

為此，本發(fā)明提供了一種虛擬同步發(fā)電機(jī)的虛擬慣量生成方法，包括如下步驟：

采集虛擬同步發(fā)電機(jī)的直流側(cè)和交流側(cè)的相關(guān)參數(shù)；

采集虛擬同步發(fā)電機(jī)的實(shí)際頻率；

根據(jù)相關(guān)參數(shù)和實(shí)際頻率得到頻率控制器的控制參數(shù)；

根據(jù)相關(guān)參數(shù)和頻率控制器的控制參數(shù)控制虛擬同步發(fā)電機(jī)的運(yùn)行，生成虛擬同步發(fā)電機(jī)的虛擬慣量。

可選地，相關(guān)參數(shù)包括虛擬同步發(fā)電機(jī)的直流側(cè)電容電壓V_dc、交流側(cè)輸出電壓V_ga，V_gb，V_gc和交流側(cè)電感電流I_1a，I_1b，I_1c。

可選地，頻率控制器的控制參數(shù)為：

K_f,pu(s)＝(ΔV_dc,max/V_dc)/(Δf_max/f^*)

其中，V_dc是指直流側(cè)電容電壓，ΔV_dc,max是指直流側(cè)電容電壓的最大允許偏差，f^*是指虛擬同步發(fā)電機(jī)的給定頻率，Δf_max是指實(shí)際頻率的最大允許偏差。

可選地，虛擬同步發(fā)電機(jī)的虛擬慣量為：

H_virtual＝H_capG_cl,v(s)K_f,pu(s)，