[發(fā)明專利]一種基于變下垂系數(shù)的直流配網(wǎng)虛擬慣性控制方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010394062.0
• 申請日: 2020-05-11
• 公開（公告）號: CN111478310A
• 公開（公告）日: 2020-07-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙興勇;張宇鑫;郭垚
• 申請（專利權(quán)）人: 山西大學(xué)
• 主分類號: H02J1/16
• 分類號: H02J1/16
• 代理公司: 太原申立德知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 14115
• 代理人: 郭海燕

1.一種基于變下垂系數(shù)的直流配網(wǎng)虛擬慣性控制方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟1，飛輪儲能系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)時，直流電壓變化率為零，獲取飛輪儲能系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)下的下垂系數(shù)K₀；

步驟2，當飛輪儲能系統(tǒng)發(fā)生功率突變，造成直流母線電壓波動時，通過濾波器取得瞬時電壓變化量δU；

步驟3，對飛輪儲能系統(tǒng)的變下垂系數(shù)進行修正；

步驟4，根據(jù)飛輪儲能系統(tǒng)功率輸出的上下限，約束下垂系數(shù)；

步驟5，變化的下垂系數(shù)在變流器的外環(huán)控制器中控制飛輪儲能系統(tǒng)參考功率，同時控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)速參考值，經(jīng)過一個PI控制環(huán)節(jié)為內(nèi)環(huán)控制器提供電流參考值；

步驟6，內(nèi)環(huán)控制器對系統(tǒng)的輸出功率進行控制；

步驟7，利用不斷變化的下垂系數(shù)控制系統(tǒng)的下垂特性曲線進行擺動，進行自適應(yīng)控制，以不斷減小系統(tǒng)的電壓波動；

步驟8，系統(tǒng)電壓波動變?yōu)榱?，系統(tǒng)的下垂系數(shù)變?yōu)榉€(wěn)態(tài)初始值，系統(tǒng)回到穩(wěn)定運行狀態(tài)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于變下垂系數(shù)的直流配網(wǎng)虛擬慣性控制方法，其特征在于：所述步驟3對飛輪儲能系統(tǒng)的變下垂系數(shù)進行修正的方法是：根據(jù)公式

對飛輪儲能系統(tǒng)的變下垂系數(shù)進行修正。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于變下垂系數(shù)的直流配網(wǎng)虛擬慣性控制方法，其特征在于：所述步驟3，所述變下垂系數(shù)在系統(tǒng)負荷突增或突減時，擺動裕度受到K₀影響，取

其中，k_max表示下垂系數(shù)最大值，k_min表示下垂系數(shù)最小值，

當k₀＞k_mid時，k₀趨于k_min時的裕度較大，即當系統(tǒng)負荷突然減小或分布式電源輸出突然增大時，其系統(tǒng)下垂特性曲線擺幅更大，因而慣性支撐能力更強；

當k₀＜k_mid時，k₀趨于k_max時的裕度較大，即系統(tǒng)負荷突然增大或分布式電源輸出突然減小時，慣性支撐能力更強。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于變下垂系數(shù)的直流配網(wǎng)虛擬慣性控制方法，其特征在于：所述步驟4，下垂系數(shù)最大值受到飛輪儲能系統(tǒng)轉(zhuǎn)速約束，飛輪儲能系統(tǒng)受到轉(zhuǎn)速上限限制，最大功率為:其中，P為功率，J_F表示飛輪的轉(zhuǎn)動慣量，ω_g為飛輪旋轉(zhuǎn)角速度，max表示最大，t表示時間；即下垂系數(shù)限制k≤k_max；飛輪儲能系統(tǒng)最低功率限制，存在功率較低時突然增大可能產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩過大問題，則有：P＝Tω_g，P≥P_min，下垂系數(shù)受到轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩限制，k≥k_min。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于變下垂系數(shù)的直流配網(wǎng)虛擬慣性控制方法，其特征在于：所述步驟5，變化的下垂系數(shù)在變流器的外環(huán)控制器中控制飛輪儲能系統(tǒng)參考功率的方法是：根據(jù)式控制飛輪儲能系統(tǒng)參考功率，其中，表示直流母線參考電壓，U_dc表示直流母線電壓，P^*表示穩(wěn)態(tài)時有功功率。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于變下垂系數(shù)的直流配網(wǎng)虛擬慣性控制方法，其特征在于：所述步驟5控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)速參考值的方法是：根據(jù)式P＝J_Fω_gsω_g控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)速參考值，其中s表示拉式算子。