[發(fā)明專利]一種移動式儲能系統(tǒng)虛擬慣性的控制方法和系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910942017.1
• 申請日: 2019-09-30
• 公開（公告）號: CN110854887A
• 公開（公告）日: 2020-02-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李相俊;李靜立;祁萬年;楊軍;毛子誠;賈學翠;呂成淵;王上行;毛海波
• 申請（專利權(quán)）人: 中國電力科學研究院有限公司;都城偉業(yè)集團有限公司;國網(wǎng)青海省電力公司電力科學研究院;國網(wǎng)青海省電力公司;青海格爾木魯能新能源有限公司;國家電網(wǎng)有限公司
• 主分類號: H02J3/32
• 分類號: H02J3/32;H02J3/24
• 代理公司: 北京工信聯(lián)合知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11266
• 代理人: 姜麗樓

1.一種移動式儲能系統(tǒng)虛擬慣性的控制方法，其特征在于，所述方法包括：

步驟1、測量與移動式儲能系統(tǒng)連接的母線的直流電壓，并測量所述移動式儲能系統(tǒng)的交流出口電壓、電流、功率和頻率；

步驟2、根據(jù)所述與移動式儲能系統(tǒng)連接的母線的直流電壓，以及預(yù)先輸入的移動式儲能系統(tǒng)直流控制的穩(wěn)態(tài)下垂系數(shù)，直流虛擬慣性值、移動式儲能系統(tǒng)最大輸出和輸入功率、母線額定功率和額定直流電壓，實時計算所述移動式儲能系統(tǒng)直流控制的動態(tài)下垂系數(shù)和所述母線的輸出功率；

步驟3、根據(jù)所述移動式儲能系統(tǒng)的交流出口頻率，以及預(yù)先輸入的交流出口頻率變化限定值、靜態(tài)虛擬轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)動慣量和頻率跟蹤系數(shù)確定所述移動式儲能系統(tǒng)交流控制的虛擬轉(zhuǎn)動慣量；

步驟4、將所述虛擬轉(zhuǎn)動慣量帶入預(yù)先設(shè)置的虛擬發(fā)電機同步控制的轉(zhuǎn)子運動方程，并通過所述虛擬發(fā)電機同步控制實現(xiàn)所述移動式儲能系統(tǒng)的負荷側(cè)頻率調(diào)節(jié)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法在測量與移動式儲能系統(tǒng)連接的母線的直流電壓，并測量所述移動式儲能系統(tǒng)的交流出口電壓、電流、功率和頻率之前還包括輸入移動式儲能系統(tǒng)直流控制的穩(wěn)態(tài)下垂系數(shù)，直流虛擬慣性值、移動式儲能系統(tǒng)最大輸出和輸入功率、母線額定功率、母線額定直流電壓，以及移動式儲能系統(tǒng)交流控制的交流出口頻率變化限定值、靜態(tài)虛擬轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)動慣量和頻率跟蹤系數(shù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述與移動式儲能系統(tǒng)連接的母線的直流電壓，以及預(yù)先輸入的穩(wěn)態(tài)下垂系數(shù)，直流虛擬慣性值、移動式儲能系統(tǒng)最大輸出和輸入功率、母線額定功率和額定直流電壓，實時計算所述移動式儲能系統(tǒng)直流控制的動態(tài)下垂系數(shù)和所述母線的輸出功率，其計算公式為：

P＝P_ref+K_d(U_dcref-U_dc)

式中，U_dc是與移動式儲能系統(tǒng)連接的母線的直流電壓，K_max是當所述直流電壓為U_dc時，移動式儲能系統(tǒng)直流控制的下垂系數(shù)最大值，K₁、K₂、P_max、P_ref和U_dcref分別是移動式儲能系統(tǒng)直流控制的穩(wěn)態(tài)下垂系數(shù)、直流虛擬慣性值、移動式儲能系統(tǒng)最大輸出和輸入功率、母線額定功率和額定直流電壓，K_d和P分別所述移動式儲能系統(tǒng)直流控制的動態(tài)下垂系數(shù)和所述母線的輸出功率。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述移動式儲能系統(tǒng)的交流出口頻率，以及預(yù)先輸入的交流出口頻率變化限定值、靜態(tài)虛擬轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)動慣量和頻率跟蹤系數(shù)確定所述移動式儲能系統(tǒng)交流控制的虛擬轉(zhuǎn)動慣量，其計算公式為：

式中，f是移動式儲能系統(tǒng)的交流出口頻率，K、J₀和k_f分別是交流出口頻率變化限定值、靜態(tài)虛擬轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)動慣量和頻率跟蹤系數(shù)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述將所述虛擬轉(zhuǎn)動慣量帶入預(yù)先設(shè)置的虛擬發(fā)電機同步控制的轉(zhuǎn)子運動方程，并通過所述虛擬發(fā)電機同步控制實現(xiàn)所述移動式儲能系統(tǒng)的負荷側(cè)頻率調(diào)節(jié)包括：

將所述虛擬轉(zhuǎn)動慣量帶入預(yù)先設(shè)置的虛擬發(fā)電機同步控制的轉(zhuǎn)子運動方程，其中，所述轉(zhuǎn)子運動方程為：

式中，P_m為虛擬同步發(fā)電機VSG的機械功率，P_e為VSG的電磁功率；△ω為電角速度差，J和D分別是虛擬轉(zhuǎn)動慣量和阻尼系數(shù)；

將測量的交流出口電壓、電流和功率與虛擬同步發(fā)電機中計算確定的電壓通過電壓電流雙環(huán)控制實現(xiàn)對移動式儲能系統(tǒng)負荷側(cè)輸出功率的調(diào)節(jié)。