基于暂态能量流的虚拟同步发电机并网控制方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了基于暂态能量流的虚拟同步发电机并网控制方法及系统，涉及电力电子逆变器并网控制技术领域，其技术方案要点是：利用小信号分析法线性化逆变器VSG控制系统，构建VSG小信号模型；根据VSG小信号模型分析逆变器有功功率与并网侧电压相位振荡之间的传递函数，确定传递函数的相频特性；根据相频特性计算得到逆变器有功功率与并网侧电压相位振荡之间的相位差；当相位差不小于设定阈值时，对有功环节控制参数中的虚拟转动惯量和虚拟阻尼系数进行修正，直至相位差小于设定阈值。本发明专利技术能够分析系统暂态能量流的传输情况从而调整VSG控制参数，以提高逆变器并网系统的低频振荡抑制能力。频振荡抑制能力。频振荡抑制能力。

【技术实现步骤摘要】
基于暂态能量流的虚拟同步发电机并网控制方法及系统


[0001]本专利技术涉及电力电子逆变器并网控制
，更具体地说，它涉及基于暂态能量流的虚拟同步发电机并网控制方法及系统。

技术介绍

[0002]随着可再生能源与储能系统等得到越来越广泛的应用，分布式发电的装机容量迅速增长。电力电子逆变装置是分布式发电中广泛应用的发电装置。传统控制策略的电力电子逆变器，侧重于发电和电能质量的控制，同时具有响应速度快、低惯量等特性。这导致了系统的稳定性问题更加复杂。由于同步发电机具有对电网天然友好的优势，因此借鉴传统电力系统运行经验，有学者提出了虚拟同步发电机(Virtual Synchronous Generator，VSG)技术，可使并网逆变器模拟同步发电机运行机理。具体而言，主要通过模拟同步发电机的本体模型、有功调频以及无功调压等特性，使并网逆变器从运行机制和外特性上可与传统同步发电机相比拟。虚拟同步发电机技术能够使逆变器模拟同步发电机运行机制、有利于改善电力系统的稳定性，因此拥有着广泛的应用前景。但VSG在模拟转子运动方程的同时，也继承了同步发电机中轴本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于暂态能量流的虚拟同步发电机并网控制方法，其特征是，包括以下步骤：利用小信号分析法线性化逆变器VSG控制系统，构建VSG小信号模型；根据VSG小信号模型分析逆变器有功功率与并网侧电压相位振荡之间的传递函数，确定传递函数的相频特性；根据相频特性计算得到逆变器有功功率与并网侧电压相位振荡之间的相位差；当相位差不小于设定阈值时，对有功环节控制参数中的虚拟转动惯量和虚拟阻尼系数进行修正，直至相位差小于设定阈值。2.根据权利要求1所述的基于暂态能量流的虚拟同步发电机并网控制方法，其特征是，所述逆变器VSG控制系统的线性化处理具体过程为：计算逆变器的输出有功功率；计算逆变器虚拟的角频率以及调制波的相位角；根据旋转坐标系下不同的电压之间的相位关系，确定逆变器调制信号与母线电压之间的相位差功角；依据逆变器的输出有功功率、逆变器虚拟的角频率、调制波的相位角以及相位差功角进行线性化处理，得到VSG小信号模型。3.根据权利要求2所述的基于暂态能量流的虚拟同步发电机并网控制方法，其特征是，所述相位差功角的计算公式具体为：其中，δ表示逆变器调制信号与母线电压之间的相位差功角；表示逆变器调制信号的相位；α表示母线电压的相位；ω0表示角频率基准值；ω
g
表示电网角频率的标幺值；V
pcc
表示母线电压幅值；V
pcc,d
、V
pcc,q
分别为母线电压在dq轴上的分量。4.根据权利要求1所述的基于暂态能量流的虚拟同步发电机并网控制方法，其特征是，所述VSG小信号模型的计算公式具体为：其中，s表示拉普拉斯算子；Δ表示对应字符的变化量；ω表示逆变器虚拟的角频率；m表示有功下垂系数；J表示逆变器虚拟转动惯量；P表示逆变器输出有功功率；K
d
表示逆变器虚拟阻尼系数；δ表示逆变器调制信号与母线电压之间的相位差功角；ω
g
表示电网角频率的标幺值；c1表示模型参数。5.根据权利要求4所述的基于暂态能量流的虚拟同步发电机并网控制方法，其特征是，所述传递函数的计算公式具体为：
其中，Φ(s)表示传递函数；α表示母线电压的相位。6.根据权利要求5所述的基于暂态能量流的虚拟同步发电机并网控制方法，其特征是，所述传递函数的相频特性确定过程具体为：所述传递函数的相频特性确定过程具体为：其中，j表示虚数单位；A表示标准复数形式的实部；B表示标准复数形式的虚部...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏俊，叶圣永，张文涛，任志超，马瑞光，刘旭娜，王海燕，刘立扬，李达，龙川，刘洁颖，
申请(专利权)人：国网四川省电力公司经济技术研究院，
类型：发明
国别省市：