【技术实现步骤摘要】
一种虚拟同步发电机控制方法及控制系统
[0001]本专利技术涉及微电网控制
,尤其涉及一种虚拟同步发电机控制方法及控制系统。
技术介绍
[0002]为充分利用风、光等清洁能源,电力系统中风电、光伏并网逆变器的比例越来越高,然而传统下垂控制的并网逆变器因为缺少惯性,在负荷波动时无法提供频率支撑,如果下垂控制策略的分布式电源大量并入大电网,会使同步发电机的转动惯量容量所占比例下降,给大电网的频率稳定性带来严重危害。随着储能装置的引入,并网逆变器也能模拟同步发电机的惯性和阻尼特征,因此产生了虚拟同步发电机的概念。
[0003]目前常规的调频方式为一次调频和二次调频,为充分利用虚拟同步发电机参数可变的特性,不少学者提出自适应转动惯量和阻尼系数等一次调频方式,一次调频的本质是比例调节,功能是防止频率稳态时跌出允许值,但无法恢复至额定值,优点是响应速度快。因此有学者引入传统二次调频策略,可以实现无差调节把频率恢复至额定值,但是二次调频响应速度慢,调节时间相对较长,频率变化容易超出允许值,并且这个缺点在大负荷投切时放大得更为明显。
[0004]现有技术在面向大负荷投切时,存在频率调节速度慢,以及频率波动会超出系统控制安全范围的风险。
技术实现思路
[0005]本专利技术实施例提供了一种虚拟同步发电机控制方法及控制系统,以实现在负荷投切瞬间,有效维持频率稳定,并完成虚拟同步发电机的出力调节,保证电网系统的稳定运行。
[0006]第一方面,本专利技术实施例提供了一种虚拟同步发电机控制方法, ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种虚拟同步发电机控制方法,其特征在于,至少包括频率调节控制方法,所述频率调节控制方法包括以下步骤:根据所述虚拟同步发电机转子摇摆方程获取所述待投切负荷投切瞬间所述虚拟同步发电机转子侧产生的频率变化率极值A;根据所述频率变化率极值A计算大功率负荷投切瞬间的极大虚拟转动惯量J
max
,并赋值给所述虚拟同步发电机转子摇摆方程中的转动惯量J,其中,所述极大虚拟转动惯量J
max
的计算公式为J
max
=J
n
KA,J
n
为所述虚拟同步发电机的额定转动惯量,K为极大转动惯量系数;根据所述频率变化率极值A计算所述大功率负荷投切后所述虚拟同步发电机的给定机械功率P
ref
,所述虚拟同步发电机的给定机械功率P
ref
的计算公式为P
ref
=P
refn
‑
J
n
ωA,其中,P
refn
为原稳态给定机械功率,ω为所述虚拟同步发电机转子电角速度的实际值;根据所述虚拟同步发电机的给定机械功率P
ref
计算得到所述虚拟同步发电机的输入机械功率P
m
;获取所述虚拟同步发电机输出并网端口的三相电压u
a
、u
b
和u
c
,以及三相电流i
a
、i
b
和i
c
,并根据公式P
e
=u
a
i
a
+u
b
i
b
+u
c
i
c
计算得到所述电磁功率P
e
;根据所述虚拟同步发电机的输入机械功率P
m
和所述电磁功率P
e
的比值R进行判断,并根据判断结果调整转动惯量J,并根据调整后的所述转动惯量J控制所述虚拟同步发电机转子摇摆方程输出频率。2.根据权利要求1所述的虚拟同步发电机控制方法,其特征在于,获取所述待投切负荷投切瞬间所述虚拟同步发电机转子侧产生的频率变化率极值A包括:将虚拟同步发电机的极对数设为1,则转子的电角速度等于机械角速度,根据计算所述频率变化率极值A,其中,ω为所述虚拟同步发电机转子电角速度的实际值,t=0为所述待投切负荷投切瞬间。3.根据权利要求1所述的虚拟同步发电机控制方法,其特征在于,在根据所述频率变化率极值A计算大功率负荷投切瞬间的极大虚拟转动惯量J
max
之前,还包括:将所述频率变化率极值A与预设阈值进行比较,当所述频率变化率极值A的绝对值大于或者等于所述预设阈值时,判定所述待投切负荷为大功率负荷,则将所述极大虚拟转动惯量J
max
赋值给所述虚拟同步发电机转子摇摆方程中的转动惯量J。4.根据权利要求1所述的虚拟同步发电机控制方法,其特征在于,根据所述虚拟同步发电机的给定机械功率P
ref
计算得到所述虚拟同步发电机的输入机械功率P
m
包括:通过一次调频控制获得所述虚拟同步发电机的第一输入机械功率P
m1
,再通过二次调频控制获得所述虚拟同步发电机的第二输入机械功率P
m2
;叠加所述虚拟同步发电机的给定机械功率P
ref
、所述第一输入机械功率P
m1
和所述第二输入机械功率P
m2
得到所述虚拟同步发电机的输入机械功率P
m
。5.根据权利要求4所述的虚拟同步发电机控...
【专利技术属性】
技术研发人员:赖振业,劳德基,张力,屈斯成,潘立丰,
申请(专利权)人:广东电网有限责任公司清远供电局,
类型:发明
国别省市:
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。