[發明專利]一種多虛擬同步機微電網的自適應二次調頻方法

有效

• 申請號: 202010102855.0
• 申請日: 2020-02-19
• 公開（公告）號: CN111404177B
• 公開（公告）日: 2021-08-17
• 發明（設計）人: 張謙;李嫣
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: H02J3/24
• 分類號: H02J3/24
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 趙榮之

1.一種多虛擬同步機微電網的自適應二次調頻方法，其特征在于，該方法在虛擬同步機間不存在通信的情況下，采用基于PI控制的改進虛擬同步機控制實現二次調頻，并通過二次調頻參數的自適應調整，動態調節虛擬同步機的調頻功率，使其與實時預測的調頻備用容量成正比；所述方法具體包括以下步驟：

S1：虛擬同步機控制及二次調頻；

所述虛擬同步機二次調頻具體包括：在功頻控制器的輸入機械功率中加入基于下垂控制的頻率偏差反饋指令，實現一次調頻，如式(1)所示：

P_m＝P_ref+D_p(ω_N-ω) (1)

其中，P_m為機械功率，P_ref為參考有功功率，D_p為下垂系數，ω為機械角頻率，ω_N為額定角頻率；

結合式推導出頻率與有功功率的暫態關系為：

其中，P_e為電磁功率，K_J和K_D分別記為功率慣量系數和功率阻尼系數；

在功頻控制器的頻率偏差反饋指令中引入PI控制，如式(3)所示：

其中，K_p和K_i分別為PI控制器的比例系數和積分系數；

S2：基于調頻備用容量的自適應調整，包括虛擬同步機調頻出力和二次調頻系數自適應調整；

S3：傳統機組與虛擬同步機協同調頻。

2.根據權利要求1所述的一種多虛擬同步機微電網的自適應二次調頻方法，其特征在于，步驟S1中，所述虛擬同步機控制具體包括：模擬同步電機轉子運動方程的功能由虛擬同步機中的功頻控制器實現，得到虛擬同步機的轉子運動方程如下式所示：

將式(4)進行變換，得到虛擬同步機的有功頻率控制方程，如式(5)～(7)所示：

其中，J為轉動慣量，D為阻尼系數，P_m為機械功率，P_e為電磁功率，T_m、T_e、T_d分別為機械轉矩、電磁轉矩、阻尼轉矩，ω為機械角頻率，ω_N為額定角頻率，δ為功角，K_J和K_D分別記為功率慣量系數和功率阻尼系數。

3.根據權利要求2所述的一種多虛擬同步機微電網的自適應二次調頻方法，其特征在于，步驟S2中，所述虛擬同步機調頻出力具體包括：當n臺虛擬同步機并聯，首先將各臺虛擬同步機的PI控制器參數設置為全部相同，并在PI控制器之后添加一個比例環節，其比例系數記為分配系數K_a，如式(8)所示：

其中，i＝1,2,…,n，則第i臺虛擬同步機的調頻出力表示為：

P_FR,i＝K_a,iPI-K_D,iΔω (9)。