【技术实现步骤摘要】
基于虚拟同步发电机参数自适应控制的风机并网控制方法
本专利技术属于风力发电
，具体涉及一种基于虚拟同步发电机参数自适应控制的风机并网控制方法。
技术介绍
近几年，随着对新能源发电技术的深入研究，风力发电正在以高渗透率的趋势接入到电网中，可为电网提供更加清洁持续的能源支持。但当新能源大规模接入电网时，由于基于电力电子逆变接口的风机几乎没有任何旋转动能，当其大规模接入到电网中时，系统的惯性将会随之减少，从而导致系统在遭到扰动后可能会出现严重的频率振荡问题；当系统功率发生波动时，频率可能发生振荡甚至导致频率崩溃，严重威胁系统的稳定运行。专利201710191547.8公开了一种针对双馈风机的阻尼增强型控制方法，通过引入关于电网频率的附加阻尼项的方法增加双馈风机系统的阻尼，且该附加阻尼项不影响双馈风机的虚拟功角-转速平衡点和同步稳定裕度，避免双馈风机由于配置下垂系数以满足同步稳定裕度而引起的系统阻尼变弱，使频率下垂控制或虚拟同步机控制的双馈风机在具有期望的同步稳定裕度的同时，具有期望的阻尼特性，改善电网的动态特性与稳定...
【技术保护点】
1.一种基于虚拟同步发电机参数自适应控制的风机并网控制方法，其特征在于，在风电场输出的交流母线上并联控制系统，所述控制系统包括储能装置、逆变器、电压传感器、电流传感器、自适应有功-频率控制模块、无功-电压控制模块、虚拟阻抗控制模块和SVPWM控制模块，所述储能装置经逆变器并联在风电场输出的交流母线上，所述电压传感器、电流传感器分别采集控制系统与风电场并网端的电压U
【技术特征摘要】
1.一种基于虚拟同步发电机参数自适应控制的风机并网控制方法，其特征在于，在风电场输出的交流母线上并联控制系统，所述控制系统包括储能装置、逆变器、电压传感器、电流传感器、自适应有功-频率控制模块、无功-电压控制模块、虚拟阻抗控制模块和SVPWM控制模块，所述储能装置经逆变器并联在风电场输出的交流母线上，所述电压传感器、电流传感器分别采集控制系统与风电场并网端的电压Uabc和储能装置输出的电流Iabc，输入自适应有功-频率控制模块、无功-电压控制模块、虚拟阻抗控制模块和SVPWM控制模块进行计算，得到逆变器的驱动信号，控制储能装置的输出，以进行风机并网控制。
2.根据权利要求1所述的基于虚拟同步发电机参数自适应控制的风机并网控制方法，其特征在于，所述风电场的风力发电机组为双馈异步风电机组。
3.根据权利要求1所述的基于虚拟同步发电机参数自适应控制的风机并网控制方法，其特征在于，所述逆变器采用三相电压型逆变器进行能量的双向换流，其输出线路上设有滤波电感Li、滤波电容Ci和线路电阻Ri。
4.根据权利要求1所述的基于虚拟同步发电机参数自适应控制的风机并网控制方法，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：
1)当电网受到负荷扰动时，实时采集控制系统与风电场并网端的电压Uabc和储能装置输出的电流Iabc；
2)电压Uabc通过旋转坐标模块计算得到dq分量Udq，通过幅值运算得到并网端电压幅值Um，并通过功率计算模块计算得到有功功率Pe；
3)采集到的Uabc和Iabc分别通过功率和锁相环运算，得到电网实际的无功功率Q和角频率ω0，然后通过自适应有功-频率控制模块输出相角θ，通过无功-电压控制模块输出励磁电势E0；
4)将自适应有功-频率控制模块输出的相角θ、无功-电压控制模块输出的励磁电势E0、采集到的Iabc、计算得到的电压分量Udq作为虚拟阻抗控制模块的输入信号，计算得到并网电压指令值U*；
5)将并网电压指令值U*作为SVPWM调制信号波，通过SVPWM控制模块输出逆变器的控制信号；
6)通过逆变器控制储能装置发出或吸收的功率，进行风机并网控制。
5.根据权利要求4所述的基于虚拟同步发电机参数自适应控制的风机并网控制方法，其特征在于，所述步骤3中，按如下方法设计所述自适应有功-频率控制模块：
同步发电机中的机械角速度和电角速度的运算关系ω＝pΩ，当极对数p为1时，功频控制方程为：
式中，P0、Pe分别为同步发电机的机械功率和电磁功率，ω为经过功频控制器调整后的角频率，J为虚拟惯量，D为阻尼因子；基于同步发电机的调速器原理，增加一个有功-频率下垂控制环节，根据反馈频率变化率，补偿电力系统中的不平衡能量，下垂特性方程为：
式中，ωref为角频率参考值，Kω为有功功率的下垂系数，反映了虚拟同步发电机VSG的频率调节能力；
联立式(1)、(2)，得到：
基于...
【专利技术属性】
技术研发人员：李培强，夏正邦，李俊男，曹鹏程，孙培栋，商俊杰，
申请(专利权)人：福建工程学院，
类型：发明
国别省市：福建;35
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