[發明專利]一種適用于多虛擬同步機的頻率恢復控制方法

有效

• 申請號: 202110553842.X
• 申請日: 2021-05-20
• 公開（公告）號: CN113178879B
• 公開（公告）日: 2023-03-21
• 發明（設計）人: 王曉寰;姜威;趙曉君;陳加南
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: H02J3/24
• 分類號: H02J3/24;H02J3/32;H02J3/48;H02J7/00
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 何圣斐;李洪福

本發明涉及一種適用于多虛擬同步機的頻率恢復控制方法，包括分別采集本地虛擬同步機及其相鄰虛擬同步機相應的狀態變量；對上一步驟中采集到的狀態變量進行算法處理，得到所需加入的下一時刻的頻率恢復補償量；對上一步驟中得到的頻率恢復補償量添加至本地虛擬同步機控制策略的有功控制環路中等步驟。本發明與傳統頻率恢復策略相比，既實現了逆變器的頻率恢復，還不改變每臺逆變器的額定出力，不會造成不同線路阻抗的逆變器在頻率恢復后出力不按照原先的額定比例分配，提升了對前級儲能系統的友好性，提高了整個微電網系統的穩定性。

技術領域

本發明涉及微電網分布式發電技術領域，尤其涉及一種適用于多虛擬同步機的頻率恢復控制方法。

背景技術

隨著化石能源的持續消耗，以電力電子裝置為接口的分布式發電單元在傳統電網中的滲透率越來越高，使傳統電網系統的慣量減少，難以應對電網中的突發性故障，可再生能源發電對電網的友好性降低。通過逆變器接口的控制算法去模擬同步發電機穩態的下垂特性和暫態的慣性與阻尼特性，使逆變器接口具有與同步發電機相同的穩態和動態特性。基于此，虛擬同步機(Virtual Synchronous Generator，VSG)控制策略被提出。

但是，常規VSG只具備一次調頻的能力，不具備頻率恢復能力。同時在實際的分布式發電系統中，單臺VSG的容量有限，需要多臺VSG并聯才能滿足負載的要求，而多臺VSG并聯時的每一臺VSG到公共連接點之間的線路阻抗因地理分布不同而不同，因此傳統的頻率恢復策略在多VSG并聯時完成頻率恢復后會改變每臺VSG的有功出力，使得不同的VSG不再按照原先設定的比例出力，每臺逆變器長時間不按照原先設定的比例出力，會對微網系統的穩定性產生嚴重影響，嚴重時可造成微網系統崩潰。

發明內容

針對上述問題，本發明的目的在于提供一種適用于多虛擬同步機的頻率恢復控制方法，旨在解決傳統的頻率恢復策略在多VSG并聯時完成頻率恢復后每臺VSG的有功出力發生改變等問題。

本發明采用的技術方案如下：

本發明所提出的一種適用于多虛擬同步機的頻率恢復控制方法，包括以下步驟：

S1、分別采集本地虛擬同步機及其相鄰虛擬同步機相應的狀態變量；

S2、對步驟S1中采集到的狀態變量進行算法處理，得到所需加入的下一時刻的頻率恢復補償量；

S3、將步驟S2得到的頻率恢復補償量添加至本地虛擬同步機控制策略的有功控制環路中。

進一步的，所述步驟S1具體包括：

S11、獲取本地虛擬同步機輸出角頻率與額定角頻率差值的積分量

式中，ΔI_i為第i臺虛擬同步機的角頻率差值積分項；K_i為第i臺虛擬同步機的頻率恢復積分系數；

S12、獲取本地虛擬同步機當前時刻的頻率恢復補償量ΔC_i(k)；

其中，ΔC_i(k)是本地虛擬同步機當前時刻的頻率恢復補償量；

S13、通過雙向通信獲取與本地虛擬同步機相鄰的虛擬同步機當前時刻的頻率恢復補償量ΔC_ix(k)；

其中，ΔC_ix(k)代表與第i臺虛擬同步機相鄰的虛擬同步機當前時刻的頻率恢復補償量的值。

進一步的，所述步驟S2具體包括：

對步驟S11、S12、S13中采集到的狀態信息進行本地處理得到本地虛擬同步機下一時刻的頻率恢復補償量，其中處理算法為：