[發(fā)明專利]一種抑制電力系統(tǒng)低頻振蕩的VSG有功控制方法

在審

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• 申請日: 2022-01-19
• 公開（公告）號: CN114362211A
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱鈺;閆振宏;盧盛陽;王會斌;孟令林;王海鑫;楊俊友;王同;張武洋;蔡玉朋;于同偉;楚天豐;厙世達(dá);盧巖;宋保泉;王英明;蔣順平;劉東奇;張蓉;張莉;王寧;王慧;王俊;趙福志;閆磊
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)遼寧省電力有限公司電力科學(xué)研究院;沈陽工業(yè)大學(xué);大連理工大學(xué);大連融科儲能技術(shù)發(fā)展有限公司;沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué);國家電網(wǎng)有限公司
• 主分類號: H02J3/24
• 分類號: H02J3/24;H02J3/38;H02P21/14;H02P21/18;H02P21/20
• 代理公司: 沈陽智龍專利事務(wù)所(普通合伙) 21115
• 代理人: 王聰耀;宋鐵軍

1.一種抑制電力系統(tǒng)低頻振蕩的VSG有功控制方法，其特征在于，步驟為：

步驟1、檢測虛擬同步發(fā)電機(jī)的輸出電角速度ω_m，通過機(jī)械功率模型得到機(jī)械功率P_m；

步驟2、將各路轉(zhuǎn)矩整合，由機(jī)械功率P_m通過機(jī)械轉(zhuǎn)矩模型得到機(jī)械轉(zhuǎn)矩T_m，由測量得到的電磁功率P_e通過電磁轉(zhuǎn)矩模型得到電磁轉(zhuǎn)矩T_e；由D₁(ω_n-ω_m)和D₂(ω_n-ω_pll)兩個阻尼支路構(gòu)成阻尼反饋通過阻尼轉(zhuǎn)矩模型得到阻尼轉(zhuǎn)矩T_D；

步驟3、由當(dāng)前虛擬同步發(fā)電機(jī)輸出電角速度ω_m的變化量Δω及其變化趨勢作為振蕩抑制算法的兩個輸入信號，通過振蕩抑制算法輸出有利于抑制當(dāng)前電網(wǎng)功率、頻率低頻振蕩的轉(zhuǎn)動慣量J；

步驟4、經(jīng)步驟2、3得到了機(jī)械轉(zhuǎn)矩T_m、電磁轉(zhuǎn)矩T_e、阻尼轉(zhuǎn)矩T_D和轉(zhuǎn)動慣量J整合至虛擬同步發(fā)電機(jī)的有功控制回路中，最終得到虛擬同步發(fā)電機(jī)輸出的電角度θ，參與虛擬同步發(fā)電機(jī)抑制電力系統(tǒng)低頻振蕩。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抑制電力系統(tǒng)低頻振蕩的VSG有功控制方法，其特征在于，步驟1中機(jī)械功率模型為：

P_m＝K_p(ω_n-ω_m)+P_ref

式中，P_m為機(jī)械功率，K_p為有功下垂系數(shù)，ω_n為額定角速度，ω_m為電角速度，P_ref為有功功率參考值。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抑制電力系統(tǒng)低頻振蕩的VSG有功控制方法，其特征在于，步驟2中機(jī)械轉(zhuǎn)矩模型為：

式中，T_m為機(jī)械轉(zhuǎn)矩，P_m為機(jī)械功率，ω_n為額定角速度；

電磁轉(zhuǎn)矩模型為：

式中，T_e為電磁轉(zhuǎn)矩，P_e為電磁功率，ω_n為額定角速度；

阻尼轉(zhuǎn)矩模型為：

T_D＝D₁(ω_n-ω_m)+D₂(ω_n-ω_pll)

式中，T_D為阻尼轉(zhuǎn)矩，D₁為第一條阻尼支路的阻尼系數(shù)，D₂為第二條阻尼支路的阻尼系數(shù)，ω_n為額定角速度，ω_m為電角速度，ω_pll為對電網(wǎng)鎖相得到的電角速度。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抑制電力系統(tǒng)低頻振蕩的VSG有功控制方法，其特征在于，振蕩抑制算法如下式所示：

J＝J_ref+K_J*J₀

式中，J_ref為轉(zhuǎn)動慣量參考值，J₀為轉(zhuǎn)動慣量變化疊加值，K_J為轉(zhuǎn)動慣量變化系數(shù)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的抑制電力系統(tǒng)低頻振蕩的VSG有功控制方法，其特征在于，轉(zhuǎn)動慣量變化系數(shù)K_J的取值情況如下式：

式中，ω_m為電角速度，Δω為電角速度ω_m的變化量。