[發明專利]一種根據虛擬阻尼類型微網儲能配置方法

有效

• 申請號: 202011242127.6
• 申請日: 2020-11-09
• 公開（公告）號: CN112398168B
• 公開（公告）日: 2023-05-02
• 發明（設計）人: 楊沛豪;柴琦;寇水潮;兀鵬越;高峰;黃修喜;姜兆福;賀婷;郭新宇;李志鵬
• 申請（專利權）人: 西安熱工研究院有限公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/24;H02J3/28;H02J3/46
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 閔岳峰

1.一種根據虛擬阻尼類型微網儲能配置方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)建立儲能微網并網逆變器虛擬同步機VSG轉子機械方程和無功-電壓調節方程；

2)根據有功-頻率下垂控制建立虛擬調速器，并將虛擬調速器引入步驟1)轉子機械控制環節內；

3)聯立步驟1)VSG轉子機械方程和步驟2)虛擬調速器，得到有功-頻率變化量方程；

4)根據步驟3)有功-頻率變化量方程得到VSG穩態一次頻率下垂方程；

5)建立步驟2)虛擬調速器對應小信號模型；

6)參考步驟3)有功-頻率變化量方程，根據步驟5)虛擬調速器對應小信號模型，得到儲能出力變化量與頻率變化量之間的傳遞函數；

7)求解步驟6)儲能出力變化量與頻率變化量之間的傳遞函數中頻率變化量方程，根據求解特征根不同，將儲能微網并網逆變器VSG一次調頻過程中有功功率響應分為：欠阻尼、臨界阻尼、過阻尼；

8)當儲能微網并網逆變器VSG一次調頻過程中有功功率響應為步驟7)中的欠阻尼模型，建立儲能單元出力時域表達式；

9)對步驟8)欠阻尼模型下儲能單元出力時域表達式求導數，求解導數為0處，得出欠阻尼狀態下，儲能單元最大輸出功率；對欠阻尼模型下儲能單元出力時域表達式求積分，得出欠阻尼狀態下，儲能單元需配置能量；

10)當儲能微網并網逆變器VSG一次調頻過程中有功功率響應為步驟7)中的臨界阻尼模型，建立儲能單元出力時域表達式；

11)對步驟10)臨界阻尼模型下儲能單元出力時域表達式求導數，求解導數為0處，對應時間，得出臨界阻尼狀態下，儲能單元最大輸出功率；對臨界阻尼模型下儲能單元出力時域表達式求積分，得出臨界阻尼狀態下，儲能單元需配置能量；

12)當儲能微網并網逆變器VSG一次調頻過程中有功功率響應為步驟7)中的過阻尼模型，建立儲能單元出力時域表達式；

13)對步驟12)過阻尼模型下儲能單元出力時域表達式求導數，求解導數為0處，對應時間，得出過阻尼狀態下，儲能單元最大輸出功率；對過阻尼模型下儲能單元出力時域表達式求積分，得出過阻尼狀態下，儲能單元需配置能量。

2.根據權利要求1所述的一種根據虛擬阻尼類型微網儲能配置方法，其特征在于，步驟1)的具體實現方法為：建立儲能微網并網逆變器VSG轉子機械方程：

其中：J為虛擬轉動慣量；T_m、T_e、T_d分別為VSG機械轉矩、電磁轉矩、阻尼轉矩；D為阻尼系數；ω_g為網側實際角頻率；P_ref為有功功率參考值；P_e有功功率實際輸出值；儲能微網并網逆變器VSG控制同樣具有勵磁調節慣性，無功-電壓調節表達式為：

其中：U₀為額定電壓有效值；Δu為虛擬內電勢與額定電壓偏差；K_u為無功積分調節系數；Q_e為無功功率實際輸出值；Q_ref為無功功率參考值。

3.根據權利要求2所述的一種根據虛擬阻尼類型微網儲能配置方法，其特征在于，步驟2)的具體實現方法為：根據有功-頻率下垂控制建立虛擬調速器：P_e＝P_ref+K_ω(ω-ω_g)；

其中：K_ω為有功調節系數，并將虛擬調速器引入步驟1)轉子機械控制環節內。

4.根據權利要求3所述的一種根據虛擬阻尼類型微網儲能配置方法，其特征在于，步驟3)的具體實現方法為：聯立步驟1)VSG轉子機械方程和步驟2)虛擬調速器，得到有功-頻率變化量方程：

其中：Δω＝ω-ω_g；ΔP＝P_ref-P_e；s為微分算子。

5.根據權利要求4所述的一種根據虛擬阻尼類型微網儲能配置方法，其特征在于，步驟4)的具體實現方法為：根據步驟3)有功-頻率變化量方程得到VSG穩態一次頻率下垂方程：