[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

本發明涉及一種多虛擬同步機微電網的自適應二次調頻方法，屬于微電網控制領域。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。本發明能夠避免功率輸出的浪費，同時降低備用容量限制對調頻任務完成情況的影響。

技術領域

本發明屬于微電網控制領域，涉及一種多虛擬同步機微電網的自適應二次調頻策略。

背景技術

當微電網中存在多種分布式發電或儲能，比如電動汽車、風電機組和光伏機組等，傳統的協同方式是集中式控制調頻，即存在一個集中式控制中心，由其將系統調頻任務分配給各調頻參與者。然而集中式控制存在可靠性較低、對控制中心計算能力和通信線路要求較高等缺點。

虛擬同步機(Virtual Synchronous Generator,VSG)是文獻“Q.C.Zhong andG.Weiss,“Synchronverters:inverters that mimic synchronous generators,”IEEETrans.Ind.Electron.,vol.58,no.4,pp.1259-1267,Apr.2011”中提出的一種逆變器控制技術，它能夠通過控制機制模擬同步發電機的外部特性，使逆變器能夠調節系統電壓或頻率。通過虛擬同步機，微電網內的分布式發電和儲能能夠實現分布式協同調頻。文獻“Z.Shuai,H.Wen,S.Xia,Y.Li,and J.Shen,“A Maximum Power Loading Factor(MPLF)Control Strategy for Distributed Secondary Frequency Regulation of IslandedMicrogrid,”IEEE Trans.Power Electron.,vol.34,no.3,pp.2275-2291,Mar.2019”中提出一種基于統一參考信號調整每個虛擬同步機的參考有功功率，實現了包含多個虛擬同步機的微電網的分布式二次調頻。根據廣義暫態穩定判據，文獻“J.Alipoor,Y.Miura,andT.Ise,“Stability Assessment and Optimization Methods for Microgrid withMultiple VSG Units,”IEEE Trans.Smart Grid,vol.9,no.2,pp.1462-1471,Mar.2018”中提出一種采用粒子群優化算法優化了虛擬同步機的慣性和阻尼系數，從而提高了多虛擬同步機微電網的暫態穩定性。然而，在上述文獻的控制策略中，設備間的通信仍然是必要的，從而導致其調頻缺乏可靠性；并且忽略了每個虛擬同步機的調頻備用容量的限制，因此各虛擬同步機可能無法達到預期的功率輸出。文獻“W.Ren,L.Chen,T.Zheng,and S.Mei,“VSG-based adaptive droop control for frequency and active power regulationin the MTDC system,”CSEE J.Power Energy Syst.,vol.3,no.3,pp.260-268,Sept.2017”中公開了一種為多虛擬同步機調頻無需通信的自適應下垂控制策略，其中將更多/更少的不平衡功率分配給具有較小/較大頻率偏差的虛擬同步機。但是，考慮到調頻備用容量，這種分配方法不太合理，因為可能頻率偏差較小的虛擬同步機可能會受到備用容量的限制，從而無法補償過多的不平衡功率。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種含多虛擬同步機微電網的自適應二次調頻控制方法，該方法能在虛擬同步機間不存在通信的情況下，采用基于比例積分(PI)控制的改進虛擬同步機控制實現了二次調頻，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，從而避免功率輸出的浪費并降低了備用容量限制對調頻任務完成情況的影響。

為達到上述目的，本發明提供如下技術方案：