[發(fā)明專利]一種可靠的虛擬同步機(jī)多機(jī)并聯(lián)同期并網(wǎng)方法和系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010064431.X
• 申請(qǐng)日: 2020-01-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111162564B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-05-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王俊輝;王騰飛;宋飛;孫海洋;曹鵬;劉良;尹航;王小紅;侯凱;楊合民
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)電南瑞科技股份有限公司;國(guó)電南瑞南京控制系統(tǒng)有限公司
• 主分類號(hào): H02J3/42
• 分類號(hào): H02J3/42
• 代理公司: 南京縱橫知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32224
• 代理人: 丁朋華

本發(fā)明公開(kāi)了一種可靠的虛擬同步機(jī)多機(jī)并聯(lián)同期并網(wǎng)方法和系統(tǒng)，同期裝置讀取并網(wǎng)開(kāi)關(guān)兩側(cè)的電壓和頻率，根據(jù)兩側(cè)電壓差和頻率差與設(shè)定的電壓差和頻率差閾值之間的關(guān)系，得到廣播信息內(nèi)容，對(duì)虛擬同步機(jī)進(jìn)行通信廣播；各個(gè)虛擬同步機(jī)對(duì)廣播信息進(jìn)行解析，若已置位，根據(jù)廣播信息綜合判斷得出需要調(diào)節(jié)的電壓和頻率目標(biāo)，并依據(jù)該目標(biāo)調(diào)節(jié)電壓進(jìn)和頻率；隨后同期裝置等待規(guī)定時(shí)間后，判斷當(dāng)前同期是否超時(shí)，超時(shí)則同期結(jié)束，若電壓差與頻率差絕對(duì)值均小于設(shè)定的電壓差和頻率差閾值，則檢同期點(diǎn)并合閘結(jié)束，否則進(jìn)行調(diào)節(jié)效果校驗(yàn)，根據(jù)校驗(yàn)結(jié)果執(zhí)行單機(jī)輪詢或者重復(fù)上次廣播或者重復(fù)上述過(guò)程。本發(fā)明可保證各虛擬同步機(jī)均勻出力，提高同期成功率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及新能源發(fā)電及智能微電網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種可靠的虛擬同步機(jī)多機(jī)并聯(lián)同期并網(wǎng)方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)

采用虛擬同步機(jī)技術(shù)的電力電子變流器裝置(后文簡(jiǎn)稱為虛擬同步機(jī))，在新能源發(fā)電側(cè)、配電側(cè)、智能微電網(wǎng)等應(yīng)用場(chǎng)景中取得了廣泛應(yīng)用，通常上述應(yīng)用場(chǎng)景需要虛擬同步機(jī)可運(yùn)行于并網(wǎng)模式與離網(wǎng)模式兩種工作模式，并且能夠?qū)崿F(xiàn)這兩種模式的在線無(wú)縫切換。一般來(lái)說(shuō)，離網(wǎng)模式轉(zhuǎn)為并網(wǎng)模式需要對(duì)虛擬同步機(jī)進(jìn)行同期調(diào)節(jié)，待離網(wǎng)母線滿足同期并網(wǎng)條件后，方可并入電網(wǎng)。

同時(shí)，由多臺(tái)虛擬同步機(jī)構(gòu)成的離網(wǎng)系統(tǒng)，需同時(shí)對(duì)多臺(tái)虛擬同步機(jī)進(jìn)行二次調(diào)節(jié)，使得離網(wǎng)系統(tǒng)母線電壓、頻率與電網(wǎng)趨向一致，再通過(guò)同期裝置進(jìn)行同期并網(wǎng)。在同期過(guò)程中需保證各虛擬同步機(jī)按照各自容量同步進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，防止出現(xiàn)同期出力不均而導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰的問(wèn)題。

當(dāng)前虛擬同步機(jī)最常用的方法是由虛擬同步機(jī)自身檢測(cè)并網(wǎng)點(diǎn)兩側(cè)大電網(wǎng)和微電網(wǎng)的電壓、頻率和相角，然后根據(jù)電網(wǎng)側(cè)的電壓頻率相角調(diào)整微電網(wǎng)側(cè)的頻率電壓相角，使得兩者一致，然后并入電網(wǎng)。

目前在小型微網(wǎng)基于單臺(tái)虛擬同步機(jī)，且虛擬機(jī)離并網(wǎng)點(diǎn)較近時(shí)采用上述方法基本都可實(shí)現(xiàn)同期功能，但在中大型微網(wǎng)存在多臺(tái)虛擬同步機(jī)并聯(lián)，并且虛擬同步機(jī)離并網(wǎng)點(diǎn)較遠(yuǎn)時(shí)，上述方法就會(huì)出現(xiàn)如下問(wèn)題：1、多臺(tái)虛擬同步機(jī)離并網(wǎng)點(diǎn)較遠(yuǎn)，無(wú)法實(shí)時(shí)采集電網(wǎng)側(cè)信息，只能通過(guò)通信方式進(jìn)行非暫態(tài)級(jí)的同期調(diào)節(jié)，各機(jī)基于自身控制節(jié)拍進(jìn)行調(diào)節(jié)，無(wú)法保持相角電壓實(shí)時(shí)一致，造成同期超時(shí)失敗；2、同期裝置與多臺(tái)虛擬同步機(jī)間無(wú)效果校驗(yàn)機(jī)制，可能出現(xiàn)同期裝置同期調(diào)節(jié)無(wú)效果，從而出現(xiàn)同期失敗；3、基于通信同期多臺(tái)虛擬同步機(jī)之間因?yàn)橥谶^(guò)程中通信中斷再次恢復(fù)后而出現(xiàn)出力不均甚至出現(xiàn)反作用力的效果。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明提供一種可靠的虛擬同步機(jī)多機(jī)并聯(lián)同期并網(wǎng)方法和系統(tǒng)，解決了多虛擬同步機(jī)之間出力不均和多機(jī)同期時(shí)間過(guò)長(zhǎng)造成同期失敗的問(wèn)題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種可靠的虛擬同步機(jī)多機(jī)并聯(lián)同期并網(wǎng)方法，包括步驟：

步驟1：同期裝置收到同期并網(wǎng)指令后將同期調(diào)節(jié)標(biāo)志置位，并開(kāi)始同期計(jì)時(shí)，讀取并網(wǎng)開(kāi)關(guān)兩側(cè)的電壓和頻率，根據(jù)兩側(cè)電壓差和頻率差與設(shè)定的電壓差和頻率差閾值之間的關(guān)系，得到廣播信息內(nèi)容，對(duì)參與同期的多臺(tái)虛擬同步機(jī)進(jìn)行通信廣播；

步驟2：各個(gè)虛擬同步機(jī)在接到同期裝置的廣播信息后，對(duì)廣播信息進(jìn)行解析，若同期調(diào)節(jié)標(biāo)志未置位則不動(dòng)作，若已置位，根據(jù)廣播信息綜合判斷得出需要調(diào)節(jié)的電壓和頻率目標(biāo)，并根據(jù)該目標(biāo)調(diào)節(jié)電壓和頻率；

步驟3：同期裝置在廣播報(bào)文發(fā)出等待規(guī)定時(shí)間后，判斷當(dāng)前同期時(shí)長(zhǎng)是否超時(shí)，若超時(shí)則執(zhí)行步驟4，若不超時(shí)，則計(jì)算當(dāng)前并網(wǎng)兩側(cè)電壓差和頻率差，若電壓差與頻率差絕對(duì)值均小于設(shè)定的電壓差和頻率差閾值，則執(zhí)行步驟4，否則進(jìn)行調(diào)節(jié)效果校驗(yàn)；根據(jù)調(diào)節(jié)效果校驗(yàn)結(jié)果決定執(zhí)行單機(jī)輪詢還是執(zhí)行步驟1-2；若執(zhí)行單機(jī)輪詢，根據(jù)輪詢結(jié)果和并網(wǎng)開(kāi)關(guān)兩側(cè)電壓差和頻率差是否接近調(diào)節(jié)目標(biāo)決定執(zhí)行步驟1-2還是重復(fù)上次廣播并執(zhí)行步驟2；