[發明專利]一種虛擬同步風機的頻率動態優化控制方法及系統

有效

• 申請號: 202010557790.9
• 申請日: 2020-06-18
• 公開（公告）號: CN111697595B
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發明（設計）人: 胡家兵;何維;章曉杰;遲永寧;雷雨;湯海雁;李琰
• 申請（專利權）人: 華中科技大學;國網山東省電力公司煙臺供電公司;中國電力科學研究院有限公司
• 主分類號: H02J3/24
• 分類號: H02J3/24;H02J3/38;H02P9/10
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 李智

1.一種虛擬同步風機的頻率動態優化控制方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)采集直流輸電系統逆變側換流站的并網點三相電壓U_abc和并網點三相電流i_abc；

(2)對于所述并網點三相電壓U_abc，通過鎖相環獲取直流輸電系統逆變側換流站所連接的交流電網頻率f，根據所述交流電網頻率f獲得風機的附加無功功率參考值

對所述并網點三相電壓U_abc和所述并網點三相電流i_abc，通過瞬時功率計算獲取風機輸出的無功功率Q；

(3)無功功率參考值Q^ref、附加無功功率參考值和無功功率Q通過PI控制得到端電壓參考值進一步計算得到驅動信號S_abc，并驅動風機的變流器以實現頻率優化控制；具體包括：

對無功功率參考值Q^ref、附加無功功率參考值和無功功率Q進行PI控制后獲得端電壓信號參考值

對風機的有功功率參考值P_ref和有功功率P進行虛擬同步控制后獲得內電勢頻率參考值ω_s；

對所述端電壓參考值和所述頻率內電勢參考值ω_s進行計算后得到變流器的驅動信號S_abc。

2.根據權利要求1所述的虛擬同步風機的頻率動態優化控制方法，其特征在于，根據所述交流電網頻率f獲得風機的無功功率參考值具體包括：

將交流電網頻率參考信號減去所述交流電網頻率f后分為兩路，一路依次經過一個微分環節和一個比例環節、另一路依次經過一個低通濾波環節和一個比例環節后，兩路信號相加得到附加無功功率參考值

3.根據權利要求1所述的虛擬同步風機的頻率動態優化控制方法，其特征在于，所述驅動信號S_abc的計算分為兩種情況：

直驅風機的驅動信號S_abc通過如下公式計算：

雙饋風機的S_abc通過如下公式計算：

其中，ω_s為內電勢頻率參考值，ω_r為轉子轉速。

4.一種虛擬同步風機的頻率動態優化控制系統，其特征在于，包括：

采集模塊，用于采集直流輸電系統逆變側換流站的并網點三相電壓U_abc和并網點三相電流i_abc；

功率獲取模塊，用于對所述并網點三相電壓U_abc，通過鎖相環獲取直流輸電系統逆變側換流站所連接的交流電網頻率f，根據所述交流電網頻率f獲得風機的附加無功功率參考值

對于所述并網點三相電壓U_abc和所述并網點三相電流i_abc，通過瞬時功率計算獲取風機輸出的無功功率Q；

頻率優化模塊，用于對無功功率參考值Q^ref、附加無功功率參考值和無功功率Q通過PI控制得到端電壓參考值進一步計算得到驅動信號S_abc，并驅動風機的變流器以實現頻率優化控制；具體包括所述頻率優化模塊對無功功率參考值Q^ref、附加無功功率參考值和無功功率Q進行PI控制后獲得端電壓信號參考值

對風機的有功功率參考值P_ref和有功功率P進行虛擬同步控制后獲得內電勢頻率參考值ω_s；

對所述端電壓參考值和所述頻率內電勢參考值ω_s進行計算后得到變流器的驅動信號S_abc。

5.根據權利要求4所述的虛擬同步風機的頻率動態優化控制系統，其特征在于，根據所述交流電網頻率f獲得風機的無功功率參考值具體包括：

將交流電網頻率參考信號減去所述交流電網頻率f后分為兩路，一路依次經過一個微分環節和一個比例環節、另一路依次經過一個低通濾波環節和一個比例環節后，兩路信號相加得到附加無功功率參考值

6.根據權利要求4所述的虛擬同步風機的頻率動態優化控制系統，其特征在于，所述驅動信號S_abc的計算分為兩種情況：

直驅風機的驅動信號S_abc通過如下公式計算：

雙饋風機的S_abc通過如下公式計算：

其中，ω_s為內電勢頻率參考值，ω_r為轉子轉速。