[發(fā)明專利]微電網(wǎng)虛擬同步發(fā)電機控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910318201.9
• 申請日: 2019-04-19
• 公開（公告）號: CN109980701B
• 公開（公告）日: 2022-11-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 胡海林;劉飛飛;汪濤;劉千銘
• 申請（專利權(quán)）人: 江西理工大學(xué)
• 主分類號: H02J3/48
• 分類號: H02J3/48;H02J3/24;H02J3/38
• 代理公司: 北京細(xì)軟智谷知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11471
• 代理人: 王金寶

本申請涉及一種微電網(wǎng)虛擬同步發(fā)電機控制方法，包括：計算微電網(wǎng)內(nèi)可再生能源輸出有功功率及負(fù)載有功功率的差值；對差值進行微分，得到有功功率差值微分前饋量；將有功功率差值微分前饋量帶入虛擬同步控制策略中，得到對虛擬同步發(fā)電機輸出有功功率進行動態(tài)調(diào)整的控制參數(shù)。本申請實現(xiàn)對微電網(wǎng)內(nèi)有功功率不平衡量進行檢測，提高虛擬同步發(fā)電機對微電網(wǎng)功率變化的響應(yīng)速度，增加系統(tǒng)阻尼，減小微電網(wǎng)頻率的超調(diào)、幅值偏差及變化速率，提升微電網(wǎng)的頻率穩(wěn)定性。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及虛擬同步發(fā)電機領(lǐng)域，尤其是一種微電網(wǎng)虛擬同步發(fā)電機控制方法。

背景技術(shù)

微電網(wǎng)是一種有效整合各種分布式電源(Distributed Generator，DG)的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，通過對各種微電源的靈活控制，提高供電可靠性和電能質(zhì)量，避免分布式電源單獨供電對電網(wǎng)安全性、穩(wěn)定性和電能質(zhì)量等造成沖擊。微電網(wǎng)中可再生能源滲透率的不斷升高，系統(tǒng)的慣性和阻尼水平逐漸降低，降低系統(tǒng)的穩(wěn)定性。虛擬同步發(fā)電機技術(shù)通過控制策略模擬同步發(fā)電機工作原理，使得電力電子變流器能夠像同步發(fā)電機一樣，為系統(tǒng)提供慣性和阻尼。

現(xiàn)有的虛擬同步發(fā)電機控制技術(shù)通過檢測微電網(wǎng)頻率變化，對微電網(wǎng)內(nèi)有功功率不平衡情況做出判斷，進而對虛擬同步發(fā)電機輸出有功功率進行動態(tài)調(diào)整，提高系統(tǒng)的頻率穩(wěn)定性，其實質(zhì)是系統(tǒng)頻率閉環(huán)控制。但是，由于微電網(wǎng)內(nèi)可再生能源出力的變化及負(fù)荷的波動都會引起系統(tǒng)頻率的變化，新能源出力的變化及負(fù)荷的波動超前于微電網(wǎng)頻率變化。因此，依靠微電網(wǎng)頻率閉環(huán)控制來動態(tài)調(diào)整虛擬同步發(fā)電機有功功率的方法，存在補償滯后，系統(tǒng)頻率的超調(diào)、幅值偏差及變化速率控制效果不明顯的問題。

發(fā)明內(nèi)容

為至少在一定程度上克服虛擬同步發(fā)電機依靠頻率閉環(huán)控制來動態(tài)調(diào)整輸出有功功率的方法，存在的滯后性、頻率的超調(diào)、幅值偏差及變化速率控制效果不明顯的問題，本申請?zhí)峁┮环N微電網(wǎng)虛擬同步發(fā)電機控制方法，包括：

計算微電網(wǎng)內(nèi)可再生能源輸出有功功率及負(fù)載有功功率的差值；

對所述差值進行微分，得到有功功率差值微分前饋量；

將所述有功功率差值微分前饋量帶入虛擬同步控制策略中，得到對虛擬同步發(fā)電機輸出有功功率進行動態(tài)調(diào)整的控制參數(shù)。

進一步的，所述計算微電網(wǎng)內(nèi)可再生能源輸出有功功率及負(fù)載有功功率的差值，包括：

檢測微電網(wǎng)內(nèi)可再生能源輸出電流、負(fù)載電流、微電網(wǎng)電壓；

計算虛擬同步發(fā)電機輸出可再生能源輸出瞬時有功功率、負(fù)載瞬時有功功率；

通過陷波濾波器進行濾波，得到濾除諧波后的可再生能源輸出有功功率、負(fù)載有功功率。

計算濾波后可再生能源輸出有功功率、負(fù)載有功功率的差值。

進一步的，所述將所述有功功率差值微分前饋量帶入虛擬同步控制策略中，得到對虛擬同步發(fā)電機輸出有功功率進行動態(tài)調(diào)整的控制參數(shù)，包括：

將所述有功功率差值微分前饋量帶入轉(zhuǎn)子運動方程；

計算出虛擬同步電機機械角速度及電角速度；

根據(jù)所述虛擬同步電機電角速度計算出虛擬同步發(fā)電機內(nèi)電勢基準(zhǔn)電壓。

進一步的，所述根據(jù)所述虛擬同步電機電角速度計算出虛擬同步發(fā)電機內(nèi)電勢基準(zhǔn)電壓，包括：

根據(jù)所述虛擬同步電機電角速度計算出虛擬同步發(fā)電機相位；

根據(jù)所述虛擬同步發(fā)電機暫態(tài)內(nèi)電勢幅值、虛擬同步發(fā)電機相位計算出所述虛擬同步發(fā)電機內(nèi)電勢基準(zhǔn)電壓。

進一步的，所述方法還包括電壓電流控制環(huán)，將所述虛擬同步發(fā)電機內(nèi)電勢基準(zhǔn)電壓輸入所述電壓電流控制環(huán)得到虛擬同步發(fā)電機機端電壓參考值。