[發明專利]一種基于虛擬同步發電機的儲能輔助調頻容量配置方法在審
| 申請號： | 202011031599.7 | 申請日： | 2020-09-27 |
| 公開（公告）號： | CN112186786A | 公開（公告）日： | 2021-01-05 |
| 發明（設計）人： | 潘霄;張明理;宋坤;張娜;王義賀;程孟增;商文穎;顏寧;崔嘉;穆昱壯;王鶴霏;候依昕;劉禹彤;滿林坤;吉星;李佳桓;楊方圓;朱赫焱;楊朔;李純正;徐熙林 | 申請（專利權）人： | 國網遼寧省電力有限公司經濟技術研究院;沈陽工業大學 |
| 主分類號： | H02J3/28 | 分類號： | H02J3/28;H02J3/32;H02J3/24;H02J3/00 |
| 代理公司： | 沈陽亞泰專利商標代理有限公司 21107 | 代理人： | 許宇來 |
| 地址： | 110000 遼寧*** | 國省代碼： | 遼寧;21 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 基于 虛擬 同步 發電機 輔助 調頻 容量 配置 方法 | ||
本發明公開了一種基于虛擬同步發電機的儲能輔助調頻容量配置方法。首先，設計一種適用于儲能參與調頻靜態研究的改進的等效電路模型，對儲能接入方式、變流器、電壓型濾波器選型并且給出參數計算方法。其次，通過使用虛擬同步機技術控制并網變流器，以及進行儲能調頻。最后，針對大規模復合儲能參與清潔能源電網調頻的容量配置問題，對于調頻效果和綜合經濟性兩項指標，建立目標函數得到最佳復合儲能容量配置方案。
技術領域
本發明屬于復合儲能系統與清潔能源電網調頻容量配置領域，尤其涉及一種基于虛擬同步發電機的儲能輔助調頻容量配置方法。
背景技術
目前，在化石能源危機以及嚴峻的環境保護的壓力下，清潔能源電網建設已經成為各國電網方向研究的主流趨勢。由于大部分清潔能源所具有的隨機性、不定性的特點，對于電力系統的頻率指標影響嚴重，一直困擾著電力行業工作者和相關科研人員。
發明內容
本發明就是針對上述問題，提供一種基于虛擬同步發電機的儲能輔助調頻容量配置方法。
為實現上述目的，本發明采用如下技術方案，本發明包括以下步驟：
步驟1，對虛擬同步發電機進行解耦。
步驟1-1，構建虛擬同步機二階數學模型，其定子方程為
式中uabc表示端電壓，iabc代表虛擬同步機電流，R代表虛擬同步機定子繞組上電阻，LS代表虛擬同步機定子繞組電感，eabc表示虛擬同步機內部電位。
步驟1-2，虛擬同步機轉子方程：
其中，J表示虛擬同步電機的轉動慣量，ω為其機械角速度，Tm為機械轉矩，Te為電磁轉矩，KD為阻尼系數，ωn表示虛擬同步機的額定角速度，Pm為虛擬同步機機械功率，Pe表示從儲能變流器得到的輸出電磁功率。
步驟2，將同步機數學模型方程引入到虛擬同步機中，其中虛擬同步機的機械功率Pm表達式為
其中，1/DP表示有功下垂系數，Pref表示虛擬同步機標定的參考功率，(ωref-ωpcc)/DP是指功率偏差反饋指令。通過對虛擬同步機功率大小的調節，可以實現對電網頻率的調節。
步驟3，為了補充電網有功不足，復合儲能系統的功率PH(t)為
PH(t)＝PSC(t)+PVRB(t) (4)
其中，PSC(t)和PVRB(t)分別為超級電容器和全釩液流電池的輸出有功功率。
當電網中系統頻率出現波動的情況時，其缺失功率為
PN(t)＝PO(t)-PL(t) (5)
其中，PN(t)表示電網波動時的缺失功率，PO(t)為電網內的機組輸出功率，PL(t)表示調頻區域電網內負載的總的需求響應功率。當給出調頻周期指令時，設定開始時間t0和結束時間t1，則儲能額定輸出功率為
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