[發(fā)明專(zhuān)利]一種新能源電站的虛擬同步機(jī)仿真裝置及新能源電站

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810838110.3
• 申請(qǐng)日: 2018-07-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109066771A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-12-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姚為正;胡四全;劉剛;孫健;李長(zhǎng)喜;鄭宇清;王陽(yáng);張雁忠;宋堃;齊驥
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 許繼集團(tuán)有限公司;許繼電氣股份有限公司;國(guó)網(wǎng)新源張家口風(fēng)光儲(chǔ)示范電站有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H02J3/38
• 分類(lèi)號(hào): H02J3/38;H02J3/42
• 代理公司: 鄭州睿信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 41119
• 代理人: 韓天寶

本發(fā)明提供了一種新能源電站的虛擬同步機(jī)仿真裝置及新能源電站，包括仿真機(jī)及接口系統(tǒng)，接口系統(tǒng)上設(shè)置有至少兩個(gè)接口，各接口用于對(duì)應(yīng)連接光伏虛擬同步機(jī)控制系統(tǒng)、風(fēng)電虛擬同步機(jī)控制系統(tǒng)和集中式虛擬同步機(jī)控制系統(tǒng)中的至少兩種控制系統(tǒng)，仿真機(jī)與接口系統(tǒng)連接。由于接口系統(tǒng)上設(shè)置有至少兩個(gè)接口，因此能夠測(cè)試至少兩種虛擬同步機(jī)的功能和故障穿越工況下的控制性能，而且能研究至少兩種虛擬同步機(jī)在不同容量和不同并網(wǎng)點(diǎn)工況下聯(lián)合運(yùn)行的控制方法，本發(fā)明的仿真功能多樣，能夠研究不同類(lèi)型的虛擬同步機(jī)變流器的功能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于實(shí)時(shí)仿真技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種新能源電站的虛擬同步機(jī)仿真裝置及新能源電站。

背景技術(shù)

隨著社會(huì)與經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對(duì)電網(wǎng)的要求越來(lái)越高，為解決傳統(tǒng)電網(wǎng)供電集中、對(duì)環(huán)境污染大等的弊端，越來(lái)越多的研究人員將研究重點(diǎn)著眼在分布式發(fā)電(distributedgeneration，DG)技術(shù)。隨著分布式發(fā)電在不斷增長(zhǎng)的同時(shí)，也出現(xiàn)了很多問(wèn)題。其大規(guī)模的接入電網(wǎng)，在一定程度上威脅了電力系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性，表現(xiàn)如下：分布式電源接入電網(wǎng)，電網(wǎng)中的調(diào)度人員不易控制，這是由分布式電源本身的特點(diǎn)所決定的，分布式電源具有隨機(jī)性和波動(dòng)性，而且容量通常很小，當(dāng)其在電力系統(tǒng)中滲透率較高時(shí)，如何實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，又同時(shí)保障用戶用電的可靠性和較高的供電質(zhì)量，這是分布式發(fā)電面臨的重要問(wèn)題；分布式電源的接入，配電網(wǎng)從一個(gè)無(wú)源系統(tǒng)變?yōu)橛性聪到y(tǒng)，配電網(wǎng)變得更復(fù)雜，其安全性、穩(wěn)定性勢(shì)必受到影響，所以配電網(wǎng)對(duì)大量分布式電源接入的適應(yīng)情況需要深入研究。并網(wǎng)逆變器作為分布式電源接入電網(wǎng)的接口，本身不具備同步發(fā)電機(jī)所固有的慣量，對(duì)于電力系統(tǒng)的整體慣性沒(méi)有貢獻(xiàn)，而且其動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度非常快，在發(fā)生故障時(shí)會(huì)嚴(yán)重影響系統(tǒng)頻率的穩(wěn)定性；分布式電源的輸出阻抗不呈感性，因此其抗電流沖擊的能力大大降低，為了應(yīng)對(duì)分布式電源對(duì)于電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定帶來(lái)的沖擊及影響，有人提出了適應(yīng)于微電網(wǎng)的控制策略，即“虛擬同步發(fā)電機(jī)(virtual synchronous generation，VSG)”控制策略，通過(guò)模擬同步發(fā)電機(jī)的機(jī)械方程和電磁方程，使并網(wǎng)變流器模擬同步發(fā)電機(jī)的有功調(diào)頻、無(wú)功調(diào)壓等特性，從而提高并網(wǎng)變流器并網(wǎng)后電網(wǎng)的穩(wěn)定性。

當(dāng)前，逆變器的用處越來(lái)越廣泛，尤其是在一些需要可靠性高、不間斷供電需求的領(lǐng)域。隨著經(jīng)濟(jì)的不斷增長(zhǎng)，用電設(shè)備需求的不斷加大，對(duì)電力系統(tǒng)的容量要求穩(wěn)步提升。隨著人類(lèi)環(huán)境的不斷惡化和新興發(fā)電方式的不斷出現(xiàn)，未來(lái)發(fā)電的重心必然會(huì)落在綠色發(fā)電上。與此同時(shí)，數(shù)字化、集成化已成為現(xiàn)代電力電子技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)，兼有高運(yùn)算速度和強(qiáng)控制能力的DSP在逆變器、電機(jī)等電力電子設(shè)備的控制領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。如公開(kāi)號(hào)為“CN107102568A”，名稱(chēng)為“光伏虛擬同步機(jī)并網(wǎng)穩(wěn)定性硬件在環(huán)測(cè)試系統(tǒng)及方法”的中國(guó)專(zhuān)利，其中，測(cè)試系統(tǒng)包括電力電子實(shí)時(shí)仿真平臺(tái)，電力電子實(shí)時(shí)仿真平臺(tái)包括電網(wǎng)、光伏虛擬同步機(jī)集群設(shè)備及光伏虛擬同步機(jī)設(shè)備的實(shí)時(shí)數(shù)字仿真模型，該專(zhuān)利靈活簡(jiǎn)便地實(shí)現(xiàn)了光伏虛擬同步機(jī)的并網(wǎng)穩(wěn)定性硬件在環(huán)測(cè)試，并且并網(wǎng)穩(wěn)定性分析結(jié)果更貼近于工程實(shí)際，但是該專(zhuān)利只對(duì)光伏虛擬同步機(jī)進(jìn)行仿真，仿真功能單一。由于新能源發(fā)電站內(nèi)具有虛擬同步機(jī)功能的變流器產(chǎn)品逐年增多，不同類(lèi)型的虛擬同步機(jī)變流器對(duì)于電網(wǎng)調(diào)節(jié)能力的影響，因容量和并網(wǎng)點(diǎn)的不同而不同，因此，需要開(kāi)發(fā)出能夠研究不同類(lèi)型的虛擬同步機(jī)變流器功能的設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種新能源電站的虛擬同步機(jī)仿真裝置及新能源電站，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中的新能源電站的虛擬同步機(jī)仿真裝置的仿真功能單一的問(wèn)題。