微电网系统的暂态稳定方法技术方案

本申请实施例提供一种微电网系统的暂态稳定方法，包括：获取微电网系统中虚拟同步发电机和同步发电机的物理特性差异，根据所述物理特性差异确定微电网系统故障时的稳定调节策略；所述微电网系统包括并联的所述虚拟同步发电机和所述同步发电机；根据所述稳定调节策略建立所述虚拟同步发电机的模型预测控制，根据所述虚拟同步发电机的模型预测控制的反馈环节控制所述微电网系统的等效输入转矩的大小，以平衡所述微电网系统的输入功率和输出功率。如此，从虚拟同步发电机和同步发电机的物理特性差异的角度分析系统失稳机理，有效提升了微电网系统的暂态稳定性能。了微电网系统的暂态稳定性能。了微电网系统的暂态稳定性能。

【技术实现步骤摘要】
微电网系统的暂态稳定方法


[0001]本申请涉及电力系统
，尤其是涉及一种微电网系统的暂态稳定方 法。

技术介绍

[0002]在“碳达峰、碳中和”战略背景下，电网对可再生能源的消纳直接影响其 减碳降碳能力，微电网是提高电网消纳可再生能源的有效技术之一。为提升孤 岛微电网的惯性，分布式电源常通过虚拟同步发电机(virtual synchronousgenerator，VSG)方式接入微电网，组成与传统同步发电机(synchronousgenerator，SG)并联运行的VSG
‑
SG异构微源微电网系统。VSG
‑
SG异构微源 微电网系统可提高孤岛微电网的惯性，但同时也引入了新的稳定性问题。当孤 岛微电网面临大负荷投切、故障等大扰动问题时，VSG
‑
SG异构微源微电网系 统的暂态稳定性问题更加突出，极易导致孤岛微电网发生大范围电压、功频振 荡，甚至系统失稳。

技术实现思路

[0003]为解决现有存在的技术问题，本申请提供一种微电网系统的暂态稳定方 法，能够解决现有技术中由于存在异构微源的微电网系统暂态失稳的问题，实 现提升系统暂态稳定性的目的。
[0004]为达到上述目的，本申请实施例的技术方案是这样实现的：
[0005]本申请实施例提供一种微电网系统的暂态稳定方法，包括：获取微电网系 统中虚拟同步发电机和同步发电机的物理特性差异，根据所述物理特性差异确 定微电网系统故障时的稳定调节策略；所述微电网系统包括并联的所述虚拟同 步发电机和所述同步发电机；根据所述稳定调节策略建立所述虚拟同步发电机 的模型预测控制，根据所述虚拟同步发电机的模型预测控制的反馈环节控制所 述微电网系统的等效输入转矩的大小，以平衡所述微电网系统的输入功率和输 出功率。
[0006]可选的，所述获取微电网系统中虚拟同步发电机和同步发电机的物理特性 差异，根据所述物理特性差异确定微电网系统故障时的稳定调节策略包括：获 取微电网系统中虚拟同步发电机和同步发电机的调速器差异因素；根据所述调 速器差异因素确定所述微电网系统的暂态功角稳定性，根据所述暂态功角稳定 性的变化状态确定所述微电网系统的稳定调节策略。
[0007]可选的，还包括：所述根据所述调速器差异因素确定所述微电网系统的暂 态功角稳定性，根据所述暂态功角稳定性的变化状态确定所述微电网系统的稳 定调节策略包括：根据所述调速器差异因素确定所述微电网系统的暂态功角 差，当所述暂态功角差变大时确定所述微电网系统的稳定调节策略。
[0008]可选的，所述根据所述稳定调节策略建立所述虚拟同步发电机的模型预测 控制包括：根据所述稳定调节策略采用下垂控制模拟同步发电机的有功频率静 态特性，将下垂控制方程式和所述虚拟同步发电机的完整摇摆方程式的线性化 方程结合，构建所述虚拟
同步发电机的模型预测控制。
[0009]可选的，所述根据所述虚拟同步发电机的模型预测控制的反馈环节控制所 述微电网系统的等效输入转矩的大小包括：根据所述虚拟同步发电机的模型预 测控制的反馈环节将所述微电网系统的角频率增量和转矩增量作为反馈输入， 以调节所述微电网系统的等效输入转矩的大小。
[0010]本申请实施例提供的微电网系统的暂态稳定方法，获取微电网系统中虚拟 同步发电机和同步发电机的物理特性差异，根据所述物理特性差异确定微电网 系统故障时的稳定调节策略；所述微电网系统包括并联的所述虚拟同步发电机 和所述同步发电机；根据所述稳定调节策略建立所述虚拟同步发电机的模型预 测控制，根据所述虚拟同步发电机的模型预测控制的反馈环节控制所述微电网 系统的等效输入转矩的大小，以平衡所述微电网系统的输入功率和输出功率。 本申请实施例所述微电网系统的暂态稳定方法，从虚拟同步发电机和同步发电 机的物理特性差异的角度分析系统失稳机理，并通过所述虚拟同步发电机的模 型预测控制弥补了由于虚拟同步发电机和同步发电机的物理特性差异引起的系 统暂态失稳的问题，有效提升了微电网系统的暂态稳定性能。
附图说明
[0011]图1为本申请一实施例中微电网系统的结构示意图；
[0012]图2为本申请一实施例中微电网系统的暂态稳定方法的流程图；
[0013]图3(a)为本申请一实施例中VSG的控制框图；
[0014]图3(b)为本申请一实施例中SG的控制框图；
[0015]图4(a)为本申请一实施例中VSG系统功角曲线图；
[0016]图4(b)为本申请一实施例中SG系统功角曲线图；
[0017]图4(c)为本申请一实施例中微电网系统功角曲线图；
[0018]图5为本申请一实施例中MPC
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VSG控制框图；
[0019]图6为本申请一实施例中微电网系统中VSG和SG的转子相对运动示意 图；
[0020]图7为本申请一实施例中微电网系统故障等效电路图；
[0021]图8为本申请一实施例中微电网系统中VSG和SG的旋转坐标关系图；
[0022]图9为本申请一实施例中含MPC
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VSG控制的微电网系统功角曲线图；
[0023]图10为本申请一实施例中含MPC
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VSG控制的微电网系统的反馈环节阶 跃响应波形。
具体实施方式
[0024]以下结合说明书附图及具体实施例对本申请技术方案做进一步的详细阐 述。
[0025]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术 领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术 语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请的实现方式。本 文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组 合。
[0026]在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、
ꢀ“
后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或 位置关系为基于附图所示的
方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化 描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方 位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。在本申请的描述中，除非另 有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0027]在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语
ꢀ“
安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可 拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连， 可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体 情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
[0028]请参考图1，为本申请实施例提供的微电网系统的结构示意图；请参考图 2，为本申请实施例提供的应用于图1中微电网系统的暂态稳定方法，包括如 下步骤：
[0029]S201:获取本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微电网系统的暂态稳定方法，其特征在于，包括：获取微电网系统中虚拟同步发电机和同步发电机的物理特性差异，根据所述物理特性差异确定微电网系统故障时的稳定调节策略；所述微电网系统包括并联的所述虚拟同步发电机和所述同步发电机；根据所述稳定调节策略建立所述虚拟同步发电机的模型预测控制，根据所述虚拟同步发电机的模型预测控制的反馈环节控制所述微电网系统的等效输入转矩的大小，以平衡所述微电网系统的输入功率和输出功率。2.如权利要求1所述的微电网系统的暂态稳定方法，其特征在于，所述获取微电网系统中虚拟同步发电机和同步发电机的物理特性差异，根据所述物理特性差异确定微电网系统故障时的稳定调节策略包括：获取微电网系统中虚拟同步发电机和同步发电机的调速器差异因素；根据所述调速器差异因素确定所述微电网系统的暂态功角稳定性，根据所述暂态功角稳定性的变化状态确定所述微电网系统的稳定调节策略。3.如权利要求2所述的微电网系统的暂态稳定方法，其特征在于，所述根据所述调速器差异因素确定所述微电网系统的暂态功角稳定性，根据所述暂态功角稳定性的变化状态确定...

【专利技术属性】
技术研发人员：兰征，涂春鸣，肖凡，郭祺，邹凯星，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：发明
国别省市：