[發(fā)明專(zhuān)利]基于連續(xù)擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器的自同步電壓源控制方法及系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110437571.1
• 申請(qǐng)日: 2021-04-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113346515A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-09-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 池淑梅;呂志鵬;韓篩根;宋振浩;周珊;劉文龍;薛琳;劉峰;劉夢(mèng)
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 國(guó)網(wǎng)上海能源互聯(lián)網(wǎng)研究院有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H02J3/24
• 分類(lèi)號(hào): H02J3/24;H02J3/12;H02J3/38
• 代理公司: 北京工信聯(lián)合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11266
• 代理人: 姜麗樓

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于連續(xù)擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器的自同步電壓源控制方法及系統(tǒng)，包括：對(duì)自同步電壓源并網(wǎng)裝置的擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器進(jìn)行改進(jìn)，將傳統(tǒng)擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器中的分段函數(shù)改為連續(xù)函數(shù)，獲得連續(xù)擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器；通過(guò)所述連續(xù)擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器評(píng)估電網(wǎng)系統(tǒng)的負(fù)載及新能源電源擾動(dòng)，通過(guò)評(píng)估獲得的所述負(fù)載及新能源電源擾動(dòng)對(duì)虛擬同步電機(jī)的虛擬轉(zhuǎn)矩進(jìn)行補(bǔ)償，從而消除擾動(dòng)對(duì)電網(wǎng)的影響，使電網(wǎng)電壓和頻率保持穩(wěn)定。解決傳統(tǒng)的擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器的函數(shù)反饋過(guò)程中存在切換點(diǎn)轉(zhuǎn)換及增益突變，使電網(wǎng)電壓和頻率在新能源電源擾動(dòng)下，產(chǎn)生震蕩，不夠穩(wěn)定的問(wèn)題。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及配電網(wǎng)或微電網(wǎng)源側(cè)電力電子變換器的控制領(lǐng)域，具體涉及一種基于連續(xù)擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器的自同步電壓源控制方法，同時(shí)涉及一種基于連續(xù)擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器的自同步電壓源控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著新能源在電力系統(tǒng)中滲透率逐漸提高，高比例新能源配電網(wǎng)、微網(wǎng)逐漸投入建設(shè)，但分布式電源的并網(wǎng)增多導(dǎo)致電網(wǎng)慣量減少，新能源的間歇性和不可調(diào)度性也加劇了電網(wǎng)的電壓及頻率波動(dòng)。為解決以上問(wèn)題，自同步電壓源控制技術(shù)被提出，但仍存在一些震蕩、電壓越限等問(wèn)題。

目前已有自同步電壓源并網(wǎng)技術(shù)，該技術(shù)是將同步發(fā)電機(jī)的電磁方程與機(jī)械方程應(yīng)用到電力電子變換器控制策略的設(shè)計(jì)中，在傳統(tǒng)的下垂控制中添加“慣量”和“阻尼”，在此技術(shù)的控制下，直流電壓源可表現(xiàn)出與同步發(fā)電機(jī)相似的慣量特性與阻尼特性，有效支撐電網(wǎng)的電壓與頻率的穩(wěn)定，更好的應(yīng)對(duì)電網(wǎng)故障。但新能源電源較常波動(dòng)，如：光伏等，其輸出功率往往隨著環(huán)境因素的變化而變化，易引起母線電壓震蕩，當(dāng)波動(dòng)較大時(shí)，還可能引起電壓越限的問(wèn)題，不利于高比例新能源電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。而傳統(tǒng)的擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器的函數(shù)反饋過(guò)程中存在切換點(diǎn)轉(zhuǎn)換及增益突變的問(wèn)題，使控制過(guò)程可能產(chǎn)生震蕩，不夠穩(wěn)定。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問(wèn)題，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N基于連續(xù)擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器的自同步電壓源控制方法，包括：

對(duì)自同步電壓源并網(wǎng)裝置的擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器進(jìn)行改進(jìn)，將傳統(tǒng)擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器中的分段函數(shù)改為連續(xù)函數(shù)，獲得連續(xù)擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器；

通過(guò)所述連續(xù)擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器評(píng)估電網(wǎng)系統(tǒng)的負(fù)載及新能源電源擾動(dòng)，通過(guò)評(píng)估獲得的所述負(fù)載及新能源電源擾動(dòng)對(duì)虛擬同步電機(jī)的虛擬轉(zhuǎn)矩進(jìn)行補(bǔ)償，從而消除擾動(dòng)對(duì)電網(wǎng)的影響，使電網(wǎng)電壓和頻率保持穩(wěn)定。

優(yōu)選的，所述自同步電壓源并網(wǎng)裝置的拓?fù)洌捎萌嗳珮螂娏﹄娮友b置。

優(yōu)選的，將傳統(tǒng)擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器中的分段函數(shù)轉(zhuǎn)為連續(xù)函數(shù)，包括：

通過(guò)反正切函數(shù)，對(duì)傳統(tǒng)擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器中的分段函數(shù)fal進(jìn)行改進(jìn)，將分段函數(shù)fal改為連續(xù)函數(shù)fall。

本申請(qǐng)同時(shí)提供一種基于連續(xù)擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器的自同步電壓源控制系統(tǒng)，包括：

連續(xù)擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器獲得模塊，用于對(duì)自同步電壓源并網(wǎng)裝置的擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器進(jìn)行改進(jìn)，將傳統(tǒng)擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器中的分段函數(shù)改為連續(xù)函數(shù)，獲得連續(xù)擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器；

電壓和頻率穩(wěn)定模塊，用于通過(guò)所述連續(xù)擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器評(píng)估電網(wǎng)系統(tǒng)的負(fù)載及新能源電源擾動(dòng)，通過(guò)評(píng)估獲得的所述負(fù)載及新能源電源擾動(dòng)對(duì)虛擬同步電機(jī)的虛擬轉(zhuǎn)矩進(jìn)行補(bǔ)償，從而消除擾動(dòng)對(duì)電網(wǎng)的影響，使電網(wǎng)電壓和頻率保持穩(wěn)定。

優(yōu)選的，連續(xù)擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器獲得模塊，包括：

改進(jìn)子模塊，通過(guò)反正切函數(shù)，對(duì)傳統(tǒng)擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器中的分段函數(shù)fal進(jìn)行改進(jìn)，將分段函數(shù)fal改為連續(xù)函數(shù)。

通過(guò)本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N基于連續(xù)擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器的自同步電壓源控制方法及系統(tǒng)，將改進(jìn)的擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器算法融入自同步電壓源控制方法中，使得控制全過(guò)程更加靈活穩(wěn)定，在面對(duì)負(fù)載及新能源電源發(fā)生頻率波動(dòng)時(shí)，能夠更快的更穩(wěn)定的恢復(fù)到正常狀態(tài)，減小電壓、頻率波動(dòng)對(duì)電網(wǎng)和微網(wǎng)的沖擊。解決傳統(tǒng)的擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器的函數(shù)反饋過(guò)程中存在切換點(diǎn)轉(zhuǎn)換及增益突變，使電網(wǎng)電壓和頻率在新能源電源擾動(dòng)下，產(chǎn)生震蕩，不夠穩(wěn)定的問(wèn)題