基于储能型虚拟同步发电技术的系统振荡抑制方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种基于储能型虚拟同步发电技术的系统振荡抑制方法，基于预先建立的单台虚拟同步发电机暂态参数动态调整控制模型，根据储能型虚拟同步发电单元的物理约束及设备运行约束条件，设定静态参数J/D及暂态控制策略触发功率偏差阈值；当功率偏差超过阈值时，启动单台虚拟同步发电机暂态参数动态调整控制模型中的暂态控制策略，依据暂态过程的三个区段分别设定对应的静态参数J/D值，从而缩短暂态过程及系统振荡超调量。本发明专利技术提出的控制方法跟踪速度快、超调量小，能够明显抑制振荡幅值、缩短暂态过程，充分发挥虚拟同步发电机惯量和阻尼系数灵活可调的优势，从而发挥储能型虚拟同步发电设备振荡抑制能力。

System Oscillation Suppression Method and Device Based on Energy Storage Virtual Synchronous Generation Technology

【技术实现步骤摘要】
基于储能型虚拟同步发电技术的系统振荡抑制方法及装置
本专利技术涉及电网
，具体是一种基于储能型虚拟同步发电技术的系统振荡抑制方法及装置。
技术介绍
由于火电机组渗透率下降，系统发电侧低频振荡抑制能力减弱。分布式电源(DG)大规模、高渗透、高密度接入，使得以逆变器并网接口为主的电力电子型设备得到了广泛的应用。然而电力电子型器件并不具备刚体转动惯量的特性，当系统发生小扰动出现功率缺额时，DG机组并不能额外提供功率动态支持；而常规旋转发电机由于具有较大的转动惯量，能够实时响应该过程。为应对由高密度、高渗透率新能源接入所带来的系统惯性、阻尼的缺失，提高电网频率、电压支撑能力以及系统稳定性，虚拟同步发电机(VirtualSynchronousGenerator，VSG)技术应运而生。通过模拟同步发电机的动态调节特性，VSG能在系统扰动时提供必要的惯性和阻尼来抑制电网频率和输出功率的波动。本申请的专利技术人在实现本专利技术的过程中经过研究发现：由于引入了转子运动方程，基于VSG控制的变流器在时间尺度上同常规同步发电机一致，因此不可避免的将参与到原有的机电振荡模式当中。因此，当多台VSG并网本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于储能型虚拟同步发电技术的系统振荡抑制方法，其特征在于包括如下步骤：基于预先建立的单台虚拟同步发电机暂态参数动态调整控制模型，根据储能型虚拟同步发电单元的物理约束及设备运行约束条件，设定静态参数J/D及暂态控制策略触发功率偏差阈值ΔP；当功率偏差超过阈值ΔP时，启动单台虚拟同步发电机暂态参数动态调整控制模型中的暂态控制策略，依据暂态过程的三个区段分别设定对应的静态参数J/D值，从而缩短暂态过程及系统振荡超调量。

【技术特征摘要】
1.一种基于储能型虚拟同步发电技术的系统振荡抑制方法，其特征在于包括如下步骤：基于预先建立的单台虚拟同步发电机暂态参数动态调整控制模型，根据储能型虚拟同步发电单元的物理约束及设备运行约束条件，设定静态参数J/D及暂态控制策略触发功率偏差阈值ΔP；当功率偏差超过阈值ΔP时，启动单台虚拟同步发电机暂态参数动态调整控制模型中的暂态控制策略，依据暂态过程的三个区段分别设定对应的静态参数J/D值，从而缩短暂态过程及系统振荡超调量。2.如权利要求1所述的基于储能型虚拟同步发电技术的系统振荡抑制方法，其特征在于：所述单台虚拟同步发电机暂态参数动态调整控制模型的建立具体包括如下步骤：步骤1，结合储能型虚拟同步发电技术及传统同步发电机特点，建立虚拟同步发电机/同步发电机振荡扰动数学模型；步骤2，基于D-stable鲁棒边界条件及步骤1建立的虚拟同步发电机/同步发电机振荡扰动数学模型，考虑硬件物理约束建立虚拟同步发电控制参数约束集及运行参数优化模型，确立虚拟同步发电稳态参数及其上下限制；步骤3，依据系统暂态振荡周期的4个区间特点建立虚拟同步发电机暂态控制策略，以缩短振荡周期及系统超调量；步骤4，根据步骤2确立的虚拟同步发电稳态参数范围及步骤3建立的暂态控制策略，建立单台虚拟同步发电机暂态参数动态调整控制模型。3.如权利要求1所述的基于储能型虚拟同步发电技术的系统振荡抑制方法，其特征在于：所述步骤1中虚拟同步发电机/同步发电机振荡扰动数学模型具体如下：式中，ω和ω0分别为实际和额定转子角速度，Jdg为虚拟惯量，Kdg＝Ddgω0,Ddg表示虚拟同步发电单元阻尼分量，Kω为下垂系数，JG及DG为同步发电机的转动惯量及阻尼系数，上述系统特征值p1,2及阻尼比ξ分别为：所述虚拟同步发电机/同步发电机振荡扰动数学模型满足：D'G＝DG+Kω+Kdg，J'G＝(JG+Jdg)，I＝[(U1U2)/ZL]cosδ0，ω和ω0分别为实际和额定转子角速度，Jdg为虚拟惯量，Kdg＝Ddgω0,Ddg表示系统阻尼分量，Kω为下垂系数。4.如权利要求1所述的基于储能型虚拟同步发电技术的系统振荡抑制方法，其特征在于：所述步骤2中虚拟同步发电控制参数约束集及运行参数优化模型具体为：式中，PMreq、fcpmin分别为系统要求的相位裕度和截止频率，Dmax为系统受限于稳定性及物理约束的最大下垂系数，θ＝arccosξ0，ξ0为由式(2)决定的系统阻尼比临界值，β为满足系统约束条件下，最小的参数上确界，α为系统特征值实部，Q∈Rn×n为不确定性矩阵，阶数同系统矩阵A一致。5.如权利要求1所述的基于储能型虚拟同步发电技术的系统振荡抑制方法，其特征在于：所述步骤3中虚拟同步发电机暂态控制策略具体为：控制器在0～T1时刻以最大上升速率kmax增长，并在T1时刻达到最大角速度ωmax，在T1～T2时段内，角频率ω将保持最大角速度ωmax不变，在T2时刻角频率ω开始以最大下降速率kmax下降并于Tosc时角频率恢复至额定角速度ω0。6.权利要求5所述的基于储能型虚拟同步发电技术的系统振荡抑制方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡畔，丁凯，钱一民，李伟，
申请(专利权)人：国网湖北省电力有限公司电力科学研究院，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42