The invention relates to a double fed pumped storage unit of the virtual inertia control system and method, wherein the virtual inertia control system includes Washout filter module, used for blocking the steady-state input signal, so that the frequency deviation cannot affect the steady control of process control system; regulator module proportion differential, used by FM auxiliary power control the double fed pumped storage power output unit can reference value, so that the double fed pumped storage power output unit reference values are associated with the grid frequency; wherein, when the power grid frequency is changed, the double fed pumped storage power output adjusted reference unit value, in order to achieve the frequency of power grid FM; a low-pass filter module, is used to eliminate the high frequency noise signal, to reduce the interference of the external signal to the control system. The invention provides a virtual inertia control system and method of a doubly fed pumped storage unit, which can improve the operation stability of the unit and the frequency stability of the power grid.
【技术实现步骤摘要】
一种双馈抽水蓄能机组的虚拟惯性控制系统及方法
本专利技术属于抽水蓄能
,涉及一种双馈抽水蓄能机组的虚拟惯性控制系统及方法。
技术介绍
双馈抽水蓄能机组(DoublyFedPumpedStorageUnit,DFPSU)以其转速可调的优点逐渐成为新建抽水蓄能电站的主流机组之一。近年来,随着可再生能源在电力系统尤其是在区域电网中渗透率的不断增加,要求DFPSU不仅具备参与电网调峰的作用,还要具备参与电网频率调节的能力。然而,现有DFPSU功率解耦控制使得双馈电机(DoublyFedInductionMachine,DFIM)转子不能随着频率的变化自动做出快速响应,进而对整个系统的频率贡献微乎其微。目前国内外关于DFPSU参与电网频率调节的控制方法尚未见报道;虽然在双馈风力发电领域已经提出一些频率控制方法并取得一定效果,如转子动能控制、频率下垂控制以及惯性控制等,通过模拟同步发电机一次调频的功率-频率下垂特性及惯性响应特性,增加辅助频率控制环来释放/吸收转子动能,进而为电网提供短时功率支撑;然而上述频率控制方法缺乏对调频能力,特别是系统频率最低点(frequencynadir,FN)、最高点(frequencyzenith,FZ)以及机组转速恢复稳定动态效果的深入研究。另外,为了更好地发挥DFPSU作为电网调度工具的重要作用,要求其在发电、电动工况均具有调频能力;而现有调频控制方法的大都针对双馈机组做发电机运行工况进行分析,关于机组电动工况调频控制方法的研究尚未见报道;此外,涉及DFPSU发电、电动工况控制参数及调频能力的分析,亦未见深入研究。因此,为了解 ...
【技术保护点】
一种双馈抽水蓄能机组的虚拟惯性控制系统,其特征在于,所述虚拟惯性控制系统包括Washout滤波器模块、比例微分调节器模块以及一阶低通滤波器模块,其中:所述Washout滤波器模块,用于阻断稳态输入信号,以使得稳态频率偏差无法影响控制系统的控制过程;所述比例微分调节器模块,用于通过调频辅助功率控制所述双馈抽水蓄能机组的输出功率参考值,使得所述双馈抽水蓄能机组的输出功率参考值与电网频率相关联;其中,当电网频率发生改变时,所述双馈抽水蓄能机组的输出功率参考值进行相应调整,以实现对电网频率的调频;所述一阶低通滤波器模块,用于消除高频噪音信号,以减少外部信号对控制系统的干扰。
【技术特征摘要】
1.一种双馈抽水蓄能机组的虚拟惯性控制系统,其特征在于,所述虚拟惯性控制系统包括Washout滤波器模块、比例微分调节器模块以及一阶低通滤波器模块,其中:所述Washout滤波器模块,用于阻断稳态输入信号,以使得稳态频率偏差无法影响控制系统的控制过程;所述比例微分调节器模块,用于通过调频辅助功率控制所述双馈抽水蓄能机组的输出功率参考值,使得所述双馈抽水蓄能机组的输出功率参考值与电网频率相关联;其中,当电网频率发生改变时,所述双馈抽水蓄能机组的输出功率参考值进行相应调整,以实现对电网频率的调频;所述一阶低通滤波器模块,用于消除高频噪音信号,以减少外部信号对控制系统的干扰。2.根据权利要求1所述的双馈抽水蓄能机组的虚拟惯性控制系统,其特征在于,所述比例微分调节器模块按照下述公式确定所述调频辅助功率:其中,ΔPf*表示所述调频辅助功率,kp表示所述比例微分调节器模块限定的第一调节系数,kd表示所述比例微分调节器模块限定的第二调节系数,Δf表示实际工作频率与参考频率之间的频率差。3.根据权利要求2所述的双馈抽水蓄能机组的虚拟惯性控制系统,其特征在于,所述比例微分调节器模块按照下述公式确定所述第一调节系数:其中,PN-DFPSU表示双馈抽水蓄能机组的额定功率,σ*表示机组调差系数,fN表示所述虚拟惯性控制系统的额定频率。4.根据权利要求3所述的双馈抽水蓄能机组的虚拟惯性控制系统,其特征在于,所述比例微分调节器模块按照下述公式确定所述机组调差系数:其中,Δf*表示频率偏差标幺值,表示有功变化量标幺值。5.根据权利要求2所述的双馈抽水蓄能机组的虚拟惯性控制系统,其特征在于,所述比例微分调节器模块按照下述公式确定所述第二调节系数:kd=2HPN/fN其中,2HPN=JDFPSUωrωs,JDFPSU表示所述双轴抽水蓄能机组的能量系数,ωr表示参考工作角频率,ωs表示实际工作角频率,fN所述虚拟惯性控制系统的额定频率。6.根据权利要求1所述的双馈抽水蓄能机组的虚拟惯性控制系统,其特征在于,所述双馈抽水蓄能机组...
【专利技术属性】
技术研发人员:李辉,刘海涛,宋二兵,柴兆森,王坤,骆林,周光厚,黄智欣,
申请(专利权)人:重庆大学,
类型:发明
国别省市:重庆,50
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