一种考虑模式切换的孤岛微电网暂态稳定性提升方法技术

本发明专利技术公开了一种考虑模式切换的孤岛微电网暂态稳定性提升方法，包括1：获取虚拟同步电机虚拟惯量与孤岛微电网系统总能量间的数学模型；2：实时监测逆变器并网端口点电压，判定孤岛微电网系统是否发生故障；3：当判定发生故障，逆变器切换为滞环控制，调节虚拟同步电机虚拟惯量提高逆变器暂态稳定性；当监测到逆变器并网端口点的电压幅值偏离额定电压的值小于

【技术实现步骤摘要】
一种考虑模式切换的孤岛微电网暂态稳定性提升方法


[0001]本专利技术属于微电网
，涉及一种考虑模式切换的孤岛微电网暂态稳定性提升方法。

技术介绍

[0002]微电网是解决能源危机的重要手段，孤岛微电网是一种由多种分布式微源构成的能源系统，具有能量来源多样、能量转换效率高、污染小等优点，被广泛应用于海洋岛礁、高原山区等偏远地区。逆变器是孤岛微电网的核心单元，虚拟同步发电机(virtualsynchronousgenerator，VSG)控制是近些年来得到快速发展并获得广泛关注的一种逆变器控制技术。
[0003]虚拟同步逆变器在运行过程中面临短路故障冲击，产生的故障电流冲击大、上升速度快。由于逆变器的核心单元是电力电子器件，过流能力弱，在暂态期间容易被烧毁。因此，为了避免较大冲击电流烧毁逆变器，基于模式切换的控制策略被提出。该模式切换策略的基本思想是：在故障发生时将VSG控制切换为滞环电流控制，在故障结束后将逆变器的控制策略由滞环电流控制切换为VSG控制。通过使用该种模式切换的控制策略提高了逆变器的抗故障冲击能力，但也带来了暂态稳定本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种考虑模式切换的孤岛微电网暂态稳定性提升方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：获取孤岛微电网系统中虚拟同步电机的虚拟惯量与孤岛微电网系统的总能量间关系的数学模型；步骤2：实时监测孤岛微电网系统中逆变器并网端口点的电压，判定孤岛微电网系统是否发生故障；当步骤2判定为孤岛微电网系统发生故障时，逆变器切换为滞环控制模式，动态调节虚拟同步电机的虚拟惯量提高逆变器的暂态稳定性；当监测到逆变器并网端口点的电压幅值偏离额定电压的值小于
±
5％的额定电压幅值时，逆变器由滞环控制切换为虚拟同步控制模式，在切换过程中动态调节惯性提高逆变器的暂态稳定性；当步骤2判定为孤岛微电网系统正常运行时，逆变器为虚拟同步控制模式，动态调节虚拟同步电机的虚拟惯量提高逆变器的暂态稳定性；步骤4：返回步骤2继续执行。2.根据权利要求1所述的一种考虑模式切换的孤岛微电网暂态稳定性提升方法，其特征在于，所述步骤1中获取孤岛微电网系统中虚拟同步电机的虚拟惯量与孤岛微电网系统的总能量间关系的数学模型具体为：孤岛微电网系统未发生故障时，控制孤岛微电网的开关S2与开关S2‑1各自接通至其自身的触点1处，控制孤岛微电网的开关S
M
接通至其自身的触点1处，逆变器以虚拟同步控制模式运行，孤岛微电网的等效单机无穷大系统的摇摆方程为：其中，t为时间；M
eq
为虚拟同步电机的等效虚拟惯量，且其中，M
SG
为同步发电机的惯量；M
VSG
为虚拟同步电机的虚拟惯量；P
M
为等效单机无穷大系统的等效参考有功功率，且其中，P
MSG
为同步发电机的参考有功功率；P
MVSG
为虚拟同步电机的参考有功功率；P
INV
为同步发电机与虚拟同步电机因自身特性差异产生的固有功率差，且其中，E1为同步发电机的等效内电势点的等效内电势；E2为虚拟同步电机在等效内电势点的等效内电势；G
11
为同步发电机的等效内电势点的自电导；G
22
为虚拟同步电机在等效内电势点的自电导；P
em
为等效单机无穷大系统的最大输出功率，且
其中，φ
12
为同步发电机的等效内电势点与虚拟同步电机在等效内电势点间的相角差；γ为虚拟功角差，且δ为虚拟同步电机与同步发电机之间的相角差，即功角：δ＝δ1‑
δ2其中，δ1为同步发电机的相角；δ2为虚拟同步电机的相角；孤岛微电网无故障时等效参考有功功率为：令等效功角δ'：δ'＝δ
‑
γ则式(1)可以化简为：其中，P
emg
为等效单机无穷大系统的输出功率；则孤岛微电网无故障时不稳定平衡点的总能量为：其中，δ
s
为孤岛微电网等效单机无穷大系统的稳定平衡点S的功角；当孤岛微电网系统发生严重故障时，控制孤岛微电网的开关S2与开关S2‑1各自接通至其自身的触点2处，控制孤岛微电网的开关S
M
接通至其自身的触点2处，逆变器由虚拟控制模式切换到滞环控制模式，孤岛微电网在滞环控制模式稳定平衡点的总能量为：其中，δ
′
C1

【专利技术属性】
技术研发人员：赵峰，帅智康，赵慧敏，彭也伦，程慧婕，沈阳，沈超，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：发明
国别省市：