本发明专利技术涉及储能逆变器控制技术，旨在提供一种应急微电网场景下储能逆变器的惯量环节控制方法。包括：测量应急微电网中柴油发电机的转轴质量和转轴半径，计算柴油发电机的转动惯量；根据应急微电网系统中所允许的最低频率、最高频率和储能逆变器输出的额定功率，计算储能逆变器下垂控制环路的下垂控制系数；根据柴油发电机惯量和储能逆变器惯量相匹配的原则，利用转动惯量和下垂控制系数计算储能逆变器的下垂控制环路中低通滤波器的时间常数，并将其用于对储能逆变器惯量进行控制。本发明专利技术依据柴油发电车和移动储能车惯量环节相匹配的原则，给出了移动储能车控制的惯量环节的控制方法，能减小应急微电网系统中的环流，优化暂态功率均分的效果。暂态功率均分的效果。暂态功率均分的效果。
【技术实现步骤摘要】
一种应急微电网场景下储能逆变器的惯量环节控制方法
[0001]本专利技术涉及一种应急微电网场景下储能逆变器惯量环节的设计方法，属于微电网技术中储能逆变器控制技术。
技术介绍
[0002]应急微电网是在灾害导致城市配电网大面积停电时对部分停电区域利用移动应急电源组网对其中的重要负荷进行供配电系统。
[0003]传统的应急微电网多采用柴油发电车进行紧急供电，但传统柴油发电机存在噪声大、空气污染严重、容量有限和供电质量有待提升等问题。同时对于配电网中接入的新能源，传统的柴油发电车对其协调控制能力不足。随着储能技术的不断发展，移动储能车也逐渐应用在应急供电领域，但移动储能车同样也存在容量有限，不能长时间供电的缺点。
[0004]因此，在应急微电网中应急柴油发电车与储能应急车并联运行的控制方式被提出。在该种运行模式下，应急柴油发电车运行过程中惯量巨大，而移动储能车由储能电池和电力电子变换装置组成，不具有天然的物理惯性，在负载变化的暂态瞬间，柴油发电车和储能逆变器输出电压相位会产生由图1到图2的变化，因而产生较大的环流，导致功率不均分现象的产生。
[0005]目前现有的技术多采用集中式控制方案，通过中央控制器调节柴油发电机和储能逆变器的功率输出。但集中式控制方案需要外加通讯线，并且对通信带宽有较高要求，成本较高，可靠性较低。
[0006]因此，本专利技术提出了一种应急微电网场景下储能逆变器的惯量环节控制方法，广泛适用于柴储联合应急微电网系统，减小了负载变化瞬间的环流，实现了应急微电网系统中的功率协调优化。
技术实现思路
[0007]本专利技术要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种应急微电网场景下储能逆变器的惯量环节控制方法。以解决应急微电网中柴油发电机和储能逆变器在负载变化的暂态过程中，由于惯量不匹配导致的功率不能按比例分配的问题。
[0008]为解决技术问题，本专利技术是通过这样的技术方案实现的，包括以下步骤：
[0009]提供一种应急微电网场景下储能逆变器的惯量环节控制方法，所述应急微电网同时包含柴油发电机、储能电池和储能逆变器；该控制方法包括以下步骤：
[0010](1)测量应急微电网中柴油发电机的转轴质量M和转轴半径R，根据下式计算柴油发电机的转动惯量J
M
：
[0011][0012](2)根据应急微电网系统中所允许的最低频率f
min
、最高频率f
max
和储能逆变器输出的额定功率P
e
，计算储能逆变器下垂控制环路的下垂控制系数m：
[0013][0014](3)根据柴油发电机惯量和储能逆变器惯量相匹配的原则，利用转动惯量J
M
和下垂控制系数m计算储能逆变器的下垂控制环路中低通滤波器的时间常数τ，并将其用于对储能逆变器惯量进行控制。
[0015]本专利技术中，根据柴油发电机惯量和储能逆变器惯量相匹配的原则，用于低通滤波器的下垂控制方程表示为：
[0016][0017]式中，f为逆变器实际输出电压频率；f
ref
为逆变器输出电压频率的参考值；m为下垂控制系数；τ为储能逆变器中低通滤波器的时间常数；s为储能逆变器的实际输出功率；P为储能逆变器的实际输出功率；P
ref
为储能逆变器输出功率的参考值；
[0018]对式(3)进行整理得到：
[0019][0020]式中，为储能逆变器输出惯量；
[0021]当柴油发电机惯量和储能逆变器惯量相匹配，即J
M
＝J
inv
时，通过式(4)得到储能逆变器的下垂控制环路中低通滤波器的时间常数τ。
[0022]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0023]1)通过测量柴油发电机的质量和转轴半径估算其转动惯量J
M
。
[0024]2)通过依据微店网中所允许的频率上下限的值，设计了应急微电网系统中移动储能车控制的下垂系数m。
[0025]3)依据柴油发电车和移动储能车惯量环节相匹配的原则，给出了移动储能车控制的惯量环节的设计方法。本专利技术提出的惯量环节控制方法，能减小应急微电网系统中的环流，优化暂态功率均分的效果。
附图说明
[0026]图1是负载变化前应急微电网负载变化暂态瞬间，柴油发电车和储能逆变器输出相位的变化(图中因两个线条重合，只显示了黑实线)；
[0027]图2是负载变化后应急微电网负载变化暂态瞬间，柴油发电车和储能逆变器输出相位的变化；
[0028]图3是应急微电网负载变化前，柴油发电车和储能逆变器输出有功功率的随时间的变化；
[0029]图4是应急微电网负载变化后，柴油发电车和储能逆变器输出有功功率的随时间的变化(图中因两个线条重合，只显示了黑实线)。
[0030]图5是应急微电网场景下储能逆变器惯量环节控制流程图。
具体实施方式
[0031]下面结合附图对本专利技术的技术方案进行详细说明：
[0032]本专利技术的创新内容是，在同时包含柴油发电机与储能电池(含储能逆变器)的应急
微电网系统中，通过对储能逆变器功率控制环中的下垂系数m和低通滤波器的时间常数τ进行设置，达到对储能逆变器中惯量环节的控制，使其与应急柴油发电车的转动惯量相匹配。从而实现抑制应急微电网中的暂态环流，优化暂态功率均分的效果。
[0033]本专利技术的具体实施流程如图5所示：
[0034]应急微电网同时包含柴油发电机、储能电池和储能逆变器，该场景下储能逆变器的惯量环节控制方法包括以下步骤：
[0035](1)测量应急微电网中柴油发电机的转轴质量M和转轴半径R，根据下式计算柴油发电机的转动惯量J
M
：
[0036][0037](2)根据应急微电网系统中所允许的最低频率f
min
、最高频率f
max
和储能逆变器输出的额定功率P
e
，计算储能逆变器下垂控制环路的下垂控制系数m：
[0038][0039](3)根据柴油发电机惯量和储能逆变器惯量相匹配的原则，利用转动惯量J
M
和下垂控制系数m计算储能逆变器的下垂控制环路中低通滤波器的时间常数τ，并将其用于对储能逆变器惯量进行控制。
[0040]其中，用于低通滤波器的下垂控制方程表示为：
[0041][0042]式中，f为逆变器实际输出电压频率；f
ref
为逆变器输出电压频率的参考值；m为下垂控制系数；τ为储能逆变器中低通滤波器的时间常数；s为储能逆变器的实际输出功率；P为储能逆变器的实际输出功率；P
ref
为储能逆变器输出功率的参考值；
[0043]对式(3)进行整理得到：
[0044][0045]式中，为储能逆变器输出惯量；
[0046]当柴油发电机惯量和储能逆变器惯量相匹配，即J
M
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种应急微电网场景下储能逆变器的惯量环节控制方法，其特征在于，所述应急微电网同时包含柴油发电机、储能电池和储能逆变器；该控制方法包括以下步骤：(1)测量应急微电网中柴油发电机的转轴质量M和转轴半径R，根据下式计算柴油发电机的转动惯量J
M
：(2)根据应急微电网系统中所允许的最低频率f
min
、最高频率f
max
和储能逆变器输出的额定功率P
e
，计算储能逆变器下垂控制环路的下垂控制系数m：(3)根据柴油发电机惯量和储能逆变器惯量相匹配的原则，利用转动惯量J
M
和下垂控制系数m计算储能逆变器的下垂控制环路中低通滤波器的时间常数τ，并将其用于对...
【专利技术属性】
技术研发人员：张伟，武文丽，孙凌玉，葛利弘，韩磊，高正平，张雨舟，陈敏，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：
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