基于辅助惯性功率调节的虚拟同步发电机模糊控制方法技术

基于辅助惯性功率调节的虚拟同步发电机模糊控制方法，包括：通过惯性功率表达式，分析惯性功率对虚拟同步发电机系统的输出功率和角频率的影响；将频率偏差项引入到惯性功率表达式中，在传统同步发电的有功

【技术实现步骤摘要】
基于辅助惯性功率调节的虚拟同步发电机模糊控制方法


[0001]本专利技术涉及应用虚拟同步发电机技术的新能源发电运行控制
，具体涉及一种基于辅助惯性功率调节的虚拟同步发电机模糊控制方法。

技术介绍

[0002]由于传统火力发电大量使用非可再生能源，导致非可再生能源的日益衰竭，新能源发电的利用率逐年增高，因此新能源并网的相关技术也得到了广泛的关注,新能源通常利用基于电力电子技术的逆变器接入电网，电力电子设备响应速度快，但不能为系统提供惯性和阻尼，大量的新能源并入电网会大大削弱电力系统的惯性和阻尼。低惯性系统在受到扰动后支撑能力差、频率调节能力和阻尼特性弱，致使频率稳定受到威胁。此外，光伏和风力等发电方式出力具有波动性、随机性和不可控性等缺陷，会使得低惯性电力系统的运行环境变得更加恶劣。
[0003]应用虚拟同步机技术，能够利用储能系统提供惯性功率支撑，有效改善频率响应特性，但也使系统输出功率发生超调和振荡现象，并且通过调整自身参数无法很好的兼顾有功功率和角频率响应特性。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种基于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于辅助惯性功率调节的虚拟同步发电机模糊控制方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1：通过惯性功率表达式，分析惯性功率对虚拟同步发电机系统的输出功率和角频率的影响；步骤2：将频率偏差项引入到惯性功率表达式中，在同步发电的有功
‑
频率控制环节上附加普通型惯性功率调节器；步骤3：将普通型惯性功率与自适应参数J策略进行分析，明确扰动动态过程中惯性功率的调节规律；步骤4：通过辅助惯性功率调节规律，设计模糊控制器调节动态过程中的惯性功率。2.根据权利要求1所述基于辅助惯性功率调节的虚拟同步发电机模糊控制方法，其特征在于：所述步骤1包括以下步骤：S1.1：将同步发电机的转子运动方程数学模型嵌入到逆变器的控制算法，使逆变器具有同步发电机的惯性和阻尼特性，转子运动方程的公式为：上式中，J和D分别为虚拟惯量和虚拟阻尼，P
m
和P
out
分别为虚拟机械功率和输出功率，ω0和ω分别为额定角频率和输出角频率；S1.2：逆变器的控制算法引入了同步发电机的调速器原理，其表达式为：P
m
＝P
ref
+K
ω
(ω0‑
ω)上式中，P
ref
为有功功率参考值，K
ω
为虚拟调速器调差系数；S1.3：将同步发电机的转子运动方程引入到逆变器的控制算法中，能够得到模拟转子的惯性功率表达式为：上式中，ω0为额定角频率，虚拟惯量J为定值时，惯性功率与角频率变化率相反值成正比关系，且转子加速运动时吸收功率，其符号为负；转子减速运动时输出功率，其符号为正。3.根据权利要求1所述基于辅助惯性功率调节的虚拟同步发电机模糊控制方法，其特征在于：所述步骤2中，附加的普通型惯性功率调节器表达式为:式中，r为惯性功率调节阈值，K为调节补偿系数，引入的辅助惯性功率P
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能够根据频率变化率dω/dt和频率偏差Δω自适应调节。4.根据权利要求1所述基于辅助惯性功率调节的虚拟同步发电机模糊控制方法，其特征在于：所述步骤3中，采用自适应参数J策略，虚拟惯性J和惯性功率的对应关系如表1所示；表1 不同区间虚拟惯性和惯性功率对应关系区间Δωdω/dtΔω(dω/dt)J惯性功率
1>0>0>0增大增加吸收2>0<0<0减小减小释放3<0<0>0增大增加释放4<0>0<0减小减小吸收将表1中各个区间进行更加细致的划分，得出的惯性调节功率Pad的控制规律如表2所示；表2 扰动动态过程中精细化的模糊惯性功率P
ad
调节规律表区间Δωdω/dtJP
ad
1>0>>0适当增大适当增加吸收2>>0>0增大增加吸收3>>00增大增加吸收4...

【专利技术属性】
技术研发人员：张赟宁，蔡明磊，陈阳泉，
申请(专利权)人：三峡大学，
类型：发明
国别省市：