[發(fā)明專利]一種虛擬同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動慣量動態(tài)區(qū)間的計(jì)算方法和系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910219781.6
• 申請日: 2019-03-22
• 公開（公告）號: CN111725833A
• 公開（公告）日: 2020-09-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋振浩;吳鳴;呂志鵬;孫麗敬;趙婷;鄭楠;季宇;寇凌峰
• 申請（專利權(quán)）人: 中國電力科學(xué)研究院有限公司;國家電網(wǎng)有限公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/32;H02J3/24
• 代理公司: 北京安博達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

1.一種虛擬同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動慣量動態(tài)區(qū)間的計(jì)算方法，其特征在于，所述方法包括：

根據(jù)虛擬同步發(fā)電機(jī)所處不同運(yùn)行環(huán)境時對應(yīng)的轉(zhuǎn)動慣量確定虛擬同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動慣量動態(tài)區(qū)間的上限值；

根據(jù)虛擬同步發(fā)電機(jī)所處電網(wǎng)在負(fù)荷波動結(jié)束時對應(yīng)的系統(tǒng)頻率值與系統(tǒng)頻率穩(wěn)態(tài)值的差值確定虛擬同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動慣量動態(tài)區(qū)間的下限值。

2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)虛擬同步發(fā)電機(jī)所處不同運(yùn)行環(huán)境時對應(yīng)的轉(zhuǎn)動慣量確定虛擬同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動慣量動態(tài)區(qū)間的上限值，包括：

按下式確定所述虛擬同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動慣量動態(tài)區(qū)間的上限值J_max：

J_max＝min{J₁,J₂,J₃}

式中，J₁為虛擬同步發(fā)電機(jī)所處過阻尼或臨界阻尼運(yùn)行環(huán)境時對應(yīng)的轉(zhuǎn)動慣量的最大值；J₂為虛擬同步發(fā)電機(jī)所屬電網(wǎng)的蓄電池所處充電功率最大運(yùn)行環(huán)境時對應(yīng)的轉(zhuǎn)動慣量的最大值；J₃為虛擬同步發(fā)電機(jī)所屬電網(wǎng)的蓄電池所處放電功率最大運(yùn)行環(huán)境時對應(yīng)的轉(zhuǎn)動慣量的最大值。

3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，按下式確定所述虛擬同步發(fā)電機(jī)所處過阻尼或臨界阻尼運(yùn)行環(huán)境時對應(yīng)的轉(zhuǎn)動慣量的最大值J₁：

式中，D為虛擬同步發(fā)電機(jī)的阻尼系數(shù)；X為虛擬同步發(fā)電機(jī)的線路等效電抗；為虛擬同步發(fā)電機(jī)的阻尼比；w₀為虛擬同步發(fā)電機(jī)的額定角頻率；E為虛擬同步發(fā)電機(jī)的出口電壓有效值；U為電網(wǎng)電壓有效值；

其中，當(dāng)虛擬同步發(fā)電機(jī)工作在過阻尼狀態(tài)時，則大于1；當(dāng)虛擬同步發(fā)電機(jī)工作在臨界阻尼狀態(tài)時，則等于1；

按下式確定所述虛擬同步發(fā)電機(jī)所屬電網(wǎng)的蓄電池所處充電功率最大運(yùn)行環(huán)境時對應(yīng)的轉(zhuǎn)動慣量的最大值J₂：

式中，P_c為虛擬同步發(fā)電機(jī)所屬電網(wǎng)的蓄電池所處充電功率最大運(yùn)行環(huán)境時對應(yīng)的輸出功率最大值；△P_e為負(fù)荷波動量幅值；π為圓周率；

按下式確定所述虛擬同步發(fā)電機(jī)所屬電網(wǎng)的蓄電池所處放電功率最大運(yùn)行環(huán)境時對應(yīng)的轉(zhuǎn)動慣量的最大值J₃：

式中，P_f為虛擬同步發(fā)電機(jī)所屬電網(wǎng)的蓄電池所處放電功率最大運(yùn)行環(huán)境時對應(yīng)的輸出功率最大值。

4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)虛擬同步發(fā)電機(jī)所處電網(wǎng)在負(fù)荷波動結(jié)束時對應(yīng)的系統(tǒng)頻率值與系統(tǒng)頻率穩(wěn)態(tài)值的差值確定虛擬同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動慣量動態(tài)區(qū)間的下限值，包括：

按下式確定虛擬同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動慣量動態(tài)區(qū)間的下限值J_min：

式中，D為虛擬同步發(fā)電機(jī)的阻尼系數(shù)；K為虛擬同步發(fā)電機(jī)的有功下垂系數(shù)；T負(fù)荷波動的時長；w₀為虛擬同步發(fā)電機(jī)的額定角頻率；△f虛擬同步發(fā)電機(jī)所處電網(wǎng)在負(fù)荷波動結(jié)束時對應(yīng)的系統(tǒng)頻率值與系統(tǒng)頻率穩(wěn)態(tài)值的差值；

按下式確定所述虛擬同步發(fā)電機(jī)所處電網(wǎng)在負(fù)荷波動結(jié)束時對應(yīng)的系統(tǒng)頻率值與系統(tǒng)頻率穩(wěn)態(tài)值的差值△f：

△f＝α_min(f₀-f₁)

式中，f₀虛擬同步發(fā)電機(jī)所處電網(wǎng)在負(fù)荷波動結(jié)束時的系統(tǒng)頻率值；f₁為虛擬同步發(fā)電機(jī)所處電網(wǎng)在負(fù)荷波動結(jié)束時的系統(tǒng)頻率穩(wěn)態(tài)值；α_min為頻率改善系數(shù)的預(yù)設(shè)最小值；

按下式確定所述負(fù)荷波動結(jié)束時刻的系統(tǒng)頻率穩(wěn)態(tài)值f₁：

式中，△P_e^*為負(fù)荷波動量幅值，π為圓周率。

5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)虛擬同步發(fā)電機(jī)所處電網(wǎng)在負(fù)荷波動結(jié)束時對應(yīng)的系統(tǒng)頻率值與系統(tǒng)頻率穩(wěn)態(tài)值的差值確定虛擬同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動慣量動態(tài)區(qū)間的下限值之后，還包括:

控制虛擬同步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)動慣量的取值位于所述虛擬同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動慣量動態(tài)區(qū)間之內(nèi)。