[發(fā)明專利]一種基于虛擬同步機(jī)的背靠背變流器控制方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911031336.3
• 申請日: 2019-10-28
• 公開（公告）號: CN110601272B
• 公開（公告）日: 2023-09-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙濤;朱愛華;張成;徐宏健
• 申請（專利權(quán)）人: 南京工程學(xué)院
• 主分類號: H02J3/48
• 分類號: H02J3/48;H02J3/36;H02J3/06;H02J3/28
• 代理公司: 南京縱橫知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

本發(fā)明公開了一種基于虛擬同步機(jī)的背靠背變流器控制方法及系統(tǒng)，方法包括如下步驟：根據(jù)兩端微電網(wǎng)中分布式電源的功率以及負(fù)載的功率，計算分別與兩端微電網(wǎng)相連接的變流器給定有功功率的正負(fù)及大小；根據(jù)兩端變流器給定有功功率的正負(fù)確定兩端變流器的能量傳輸方向；根據(jù)兩端變流器給定有功功率的正負(fù)、大小以及能量傳輸方向，設(shè)定與其相連的虛擬同步機(jī)輸出的有功功率參考值；根據(jù)虛擬同步機(jī)輸出的有功功率參考值調(diào)節(jié)兩端微電網(wǎng)中分布式電源的功率以及負(fù)載的功率；本發(fā)明將虛擬同步機(jī)應(yīng)用在變流器中，通過虛擬同步機(jī)輸出的有功功率參考值調(diào)節(jié)微電網(wǎng)的功率，控制微電網(wǎng)中的功率雙向流動，解決微電網(wǎng)負(fù)荷不均衡的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及新能源發(fā)電及微電網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于虛擬同步機(jī)的背靠背變流器控制方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

由于化石能源逐漸匱乏，因此開發(fā)、利用可再生能源成為緩解能源危機(jī)的關(guān)鍵。因此人們提出了微電網(wǎng)的概念。微電網(wǎng)由分布式電源、儲能系統(tǒng)、負(fù)荷、與大電網(wǎng)連接的電子變換器和控制系統(tǒng)組成。微電網(wǎng)易于控制，能夠根據(jù)負(fù)荷的改變靈活調(diào)節(jié)發(fā)電量，可靠性高，可以并網(wǎng)運(yùn)行，也可以獨立運(yùn)行。目前，采用全控型電力電子器件的背靠背變流器系統(tǒng)(Back?to?Back?Converter)能夠?qū)崿F(xiàn)能量的雙向流動、有功/無功功率獨立控制、直流電壓可控等功能，在能源危機(jī)和環(huán)境問題加劇的當(dāng)今社會，廣泛應(yīng)用于變速恒頻風(fēng)力發(fā)電、輕型直流輸電系統(tǒng)、新能源并網(wǎng)等領(lǐng)域。

當(dāng)微電網(wǎng)大量的存在以后，不同的微電網(wǎng)中負(fù)載和出力都不一樣，如何均衡不同微電網(wǎng)中的功率、減少微電網(wǎng)必備的儲能單元的數(shù)目，是我們研究方向。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于虛擬同步機(jī)的背靠背變流器控制方法及系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中導(dǎo)致的上述多項缺陷或缺陷之一。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明是采用下述技術(shù)方案實現(xiàn)的：

本發(fā)明提供了一種基于虛擬同步機(jī)的背靠背變流器控制方法，包括如下步驟：

根據(jù)兩端微電網(wǎng)中分布式電源的功率以及負(fù)載的功率，計算分別與兩端所述微電網(wǎng)相連接的變流器給定有功功率的正負(fù)及大小；

根據(jù)兩端所述變流器給定有功功率的正負(fù)確定兩端所述變流器的能量傳輸方向；

根據(jù)兩端所述變流器給定有功功率的正負(fù)、大小以及能量傳輸方向，設(shè)定與其相連的虛擬同步機(jī)輸出的有功功率參考值；

根據(jù)所述虛擬同步機(jī)輸出的有功功率參考值調(diào)節(jié)兩端微電網(wǎng)間的能量流動。

進(jìn)一步地，還包括根據(jù)變流器的控制信號調(diào)整所述變流器輸入端和輸出端的電壓類型，獲取所述變流器的控制信號包括如下步驟：

接收虛擬同步機(jī)的有功功率參考值和無功功率參考值，輸出電壓幅值和相角；

對所述電壓幅值和相角進(jìn)行脈寬調(diào)制，獲取變流器的控制信號。

進(jìn)一步地，兩端所述變流器的有功功率正負(fù)和兩端微電網(wǎng)之間的關(guān)系為：

若一端微電網(wǎng)重載，另一端微電網(wǎng)輕載時，設(shè)給定有功功率參考值P_REF為正，則重載端變流器工作在逆變狀態(tài)，輕載端變流器工作在整流狀態(tài)，背靠背變流器有功潮流流向為輕載端變流器流向重載端變換器，重載端變流器和輕載端變流器的輸出有功功率參考值分別設(shè)為-|P_REF|和P_REF；

若一端微電網(wǎng)重載，另一端微電網(wǎng)輕載時，設(shè)給定有功功率參考值P_REF為負(fù)，則重載端變流器工作在逆變狀態(tài)，輕載端變流器工作在整流狀態(tài)，背靠背變流器有功潮流流向為輕載端變流器流向重載端變換器，重載端變流器和輕載端變流器的輸出有功功率參考值分別設(shè)為-|P_REF|和-P_REF。