[發明專利]一種含超級電容器的光儲系統可控虛擬慣性控制方法

有效

• 申請號: 201811116346.2
• 申請日: 2018-09-25
• 公開（公告）號: CN109103930B
• 公開（公告）日: 2021-08-03
• 發明（設計）人: 胡志堅;楊黎
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/32
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 薛玲

1.一種含超級電容器的光儲系統可控虛擬慣性控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：計算光伏儲能發電系統的頻率變化量，采集超級電容器的荷電狀態；

步驟2：若光儲發電系統的頻率變化量不等于0，且實時光伏儲能發電系統的頻率小于電網頻率，在第一超級電容器慣性參數不等于0情況下進行虛擬慣性控制；

步驟3：若光儲發電系統的頻率變化量不等于0，且實時光伏儲能發電系統的頻率大于等于電網頻率，在第二超級電容器慣性參數不等于0情況下進行虛擬慣性控制；

步驟1中所述光伏儲能發電系統的頻率變化量為：

Δf＝f_t-f_t-1

其中，f_t為t時刻光伏儲能發電系統的頻率，f_t-1為t-1時刻光伏儲能發電系統的頻率；

步驟1中所述超級電容器的荷電狀態為SOC；

步驟2中所述光儲發電系統的頻率變化量為步驟1中所述Δf；

步驟2中所述實時光伏儲能發電系統的頻率為步驟1中所述t時刻光伏儲能發電系統的頻率f_t；

步驟2中所述電網頻率為f_g；

步驟2中所述第一超級電容器慣性參數k₁的表達式為：

k₁＝sign(f-50)ln(ρ_soc+0.9)

其中，ρ_soc為超級電容器荷電狀態，sign為符號函數；

超級電容器的荷電狀態ρ_soc表示為：

其中，E_c表示超級電容器的容量，U_c是超級電容器的電壓，E_cN是超級電容器的額定容量，U_cN是超級電容器的額定電壓；

步驟2中所述進行虛擬慣性控制，調節超級電容器輸出能量W_c，其表達式為：

其中，C是超級電容器的電容，u_c為超級電容器上的電壓，ω_e是發電機的同步電角速度，p_n是電機的極對數，J_vir-c是超級電容器的虛擬慣量，J_s為發電機的轉動慣量，E_cN為超級電容器的額定容量，U_cN是超級電容器的額定電壓，ΔP_c1為頻率過低超級電容器調用的能量，k₁為第一超級電容器慣性參數，k_c為超級電容器虛擬慣性參數，E_k是同步發電機的旋轉動能，Δρ_soc表示荷電狀態變化量，Δω_e表示發電機的同步電角速度變化量；

步驟3中所述光儲發電系統的頻率變化量為步驟1中所述Δf；

步驟3中所述實時光伏儲能發電系統的頻率為步驟1中所述t時刻光伏儲能發電系統的頻率f_t；

步驟3中所述電網頻率為f_g；

步驟3中所述第二超級電容器慣性參數k₂的表達式為：

k₂＝-sign(f-50)ln(ρ_soc+0.1)

其中，ρ_soc為超級電容器荷電狀態，sign為符號函數；

超級電容器的荷電狀態ρ_soc表示為：

式中：E_c表示超級電容器的容量，U_c是超級電容器的電壓，E_cN是超級電容器的額定容量，U_cN是超級電容器的額定電壓；

步驟3中所述進行虛擬慣性控制，系統頻率變化過程中，頻率過高超級電容器調用的能量ΔP_c表示為：

其中，C是超級電容器的電容，u_c為超級電容器上的電壓，ω_e是發電機的同步電角速度，p_n是電機的極對數，J_vir-c是超級電容器的虛擬慣量，J_s為發電機的轉動慣量，E_cN為超級電容器的額定容量，U_cN是超級電容器的額定電壓，ΔP_c2為頻率過高超級電容器調用的能量，k₂為第二超級電容器慣性參數，k_c為超級電容器虛擬慣性參數，E_k是同步發電機的旋轉動能，Δρ_soc表示荷電狀態變化量，Δω_e表示發電機的同步電角速度變化量。