一种自适应惯量的光储虚拟同步发电机控制方法及装置制造方法及图纸

本申请属于虚拟同步发电机技术领域，公开了一种自适应惯量的光储虚拟同步发电机控制方法及装置，该方法包括：获取光储虚拟同步发电机的三相电压数据和三相电流数据；根据三相电压数据、三相电流数据和功率参考值得到功率变化量和功率变化率；根据功率变化量和功率变化率调整有功功率控制环的惯量系数，并生成光储虚拟同步发电机的角频率参考值；将角频率参考值输入电压环和电流环，以实现对光储虚拟同步发电机的控制。本申请能够实现惯量系数的动态调整，限制逆变器在负载突变或故障场景等工况下的频率变化率，保持光储发电系统的稳态运行。行。行。

【技术实现步骤摘要】
一种自适应惯量的光储虚拟同步发电机控制方法及装置


[0001]本申请涉及虚拟同步发电机
，尤其涉及一种自适应惯量的光储虚拟同步发电机控制方法及装置。

技术介绍

[0002]在自组织配电网中的逆变器控制多采用集中式控制或分布式下垂控制，但由于系统缺少惯量，系统的稳定性和鲁棒性较差。针对电力电子装置缺少转动惯量的问题，相关研究人员提出虚拟同步机的控制策略，通过模拟同步机的机械方程，使逆变器的输出外特性接近同步机的输出特性。但该种控制策略中，如果惯量环节设置过小，则对频率变化无明显影响；如果惯量环节设置过大，则会导致系统的震荡；并且在没有明确惯量对频率变化率的影响的情况下，不能对系统的频率变化率进行直接设计；因此，传统光储VSG(virtual synchronous generator，虚拟同步发电机)控制中固定的惯性环节无法满足逆变器在不同工况下稳定运行的要求。

技术实现思路

[0003]本申请提供了一种自适应惯量的光储虚拟同步发电机控制方法及装置，能够实现惯量系数动态调整，限制逆变器在负载突变或故障场景下的频率变化率，保持光储发电系统的稳态运行。
[0004]第一方面，本申请实施例提供了一种自适应惯量的光储虚拟同步发电机控制方法，该方法包括：
[0005]获取光储虚拟同步发电机的三相电压数据和三相电流数据；
[0006]根据三相电压数据、三相电流数据和功率参考值得到功率变化量和功率变化率；
[0007]根据功率变化量和功率变化率调整有功功率控制环的惯量系数，并生成光储虚拟同步发电机的角频率参考值；
[0008]将角频率参考值输入电压环和电流环，以实现对光储虚拟同步发电机的控制。
[0009]进一步的，上述根据三相电压数据、三相电流数据和功率参考值得到功率变化量和功率变化率，包括：
[0010]根据三相电压数据和三相电流数据计算瞬时有功功率；
[0011]根据瞬时有功功率和功率参考值得到功率变化量和功率变化率。
[0012]进一步的，三相电压数据包括第一电压、第二电压和第三电压；三相电流数据包括第一电流、第二电流和第三电流。
[0013]进一步的，上述根据三相电压数据和三相电流数据计算瞬时有功功率，包括：
[0014]将第一电压与第一电流相乘，得到第一瞬时功率；
[0015]将第二电压与第二电流相乘，得到第二瞬时功率；
[0016]将第三电压与第三电流相乘，得到第三瞬时功率；
[0017]将第一瞬时功率、第二瞬时功率和第三瞬时功率相加，得到瞬时有功功率。
[0018]进一步的，上述根据瞬时有功功率和功率参考值得到功率变化量和功率变化率，包括：
[0019]将瞬时有功功率和功率参考值做差，将差值的绝对值作为功率变化量；
[0020]对功率变化量进行求导，得到功率变化率。
[0021]进一步的，上述根据功率变化量和功率变化率调整有功功率控制环的惯量系数，并生成光储虚拟同步发电机的角频率参考值，包括：
[0022]将功率变化率和功率变化量输入有功功率控制环中，以实现惯量系数的自适应调整，并将有功功率控制环的输出角频率作为角频率参考值。
[0023]进一步的，上述将角频率参考值输入电压环和电流环，以实现对光储虚拟同步发电机的控制，包括：
[0024]将角频率参考值输入电压环和电流环，得到输出值；
[0025]对输出值进行DQ反变换得到调制波；
[0026]将调制波和三角载波进行比较，得到正弦波脉宽调制波形；
[0027]根据正弦波脉宽调制波形对光储虚拟同步发电机进行控制。
[0028]第二方面，本申请实施例提供了一种自适应惯量的光储虚拟同步发电机控制装置，该装置包括：
[0029]获取模块，用于获取光储虚拟同步发电机的三相电压数据和三相电流数据；
[0030]功率计算模块，用于根据三相电压数据、三相电流数据和功率参考值得到功率变化量和功率变化率；
[0031]惯量调节模块，用于根据功率变化量和功率变化率调整有功功率控制环的惯量系数，并生成光储虚拟同步发电机的角频率参考值；
[0032]光储发电系统控制模块，用于将角频率参考值输入电压环和电流环，以实现对光储虚拟同步发电机的控制。
[0033]第三方面，本申请实施例提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时执行如上述任一实施例的一种自适应惯量的光储虚拟同步发电机控制方法的步骤。
[0034]第四方面，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上述任一实施例的一种自适应惯量的光储虚拟同步发电机控制方法的步骤。
[0035]综上，与现有技术相比，本申请实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：
[0036]本申请实施例提供的一种自适应惯量的光储虚拟同步发电机控制方法，通过获取的三相电压数据和三相电流数据计算功率变化量和功率变化率，将其引入虚拟同步发电机的惯量调节；通过调节惯量系数的大小来限制逆变器输出频率的变化率；最后将惯量调节过程中所生成的角频率参考值作为电压电流双闭环控制的输入参考值，从而完成对光储虚拟同步发电机的控制。与现有技术相比，本申请将功率变化率和功率变化量反馈到了惯量系数的调节中，实现了对惯量系数的动态调整，从而限制了逆变器在负载突变或故障场景等工况下的频率变化率，保持光储发电系统的稳态运行；同时功率变化率的引入强化了功率变化量对惯量系数的调整作用。
附图说明
[0037]图1为本申请一实施例提供的一种自适应惯量的光储虚拟同步发电机控制方法的流程图。
[0038]图2为本申请一实施例提供的惯量系数自适应调整步骤的流程图。
[0039]图3为本申请一实施例提供的功率变化率与逆变器的频率变化率的函数关系图。
[0040]图4为本申请一实施例提供的一种自适应惯量的光储虚拟同步发电机控制装置的结构图。
具体实施方式
[0041]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0042]基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0043]请参见图1，本申请实施例提供了一种自适应惯量的光储虚拟同步发电机控制方法，该方法应用于光储虚拟同步发电机控制设备，以执行主体是光储虚拟同步发电机控制设备为例进行说明，该方法具体包括以下步骤：
[0044]步骤S1，获取光储虚拟同步发电机的三相电压数据和三相电流数据。
[0045]具体地，三相电压数据包括v
a
、v
b
、v
c
，三相电流数据包括i
a
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自适应惯量的光储虚拟同步发电机控制方法，其特征在于，所述方法包括：获取光储虚拟同步发电机的三相电压数据和三相电流数据；根据所述三相电压数据、所述三相电流数据和功率参考值得到功率变化量和功率变化率；根据所述功率变化量和所述功率变化率调整有功功率控制环的惯量系数，并生成所述光储虚拟同步发电机的角频率参考值；将所述角频率参考值输入电压环和电流环，以实现对所述光储虚拟同步发电机的控制。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述三相电压数据、所述三相电流数据和功率参考值得到功率变化量和功率变化率，包括：根据所述三相电压数据和所述三相电流数据计算瞬时有功功率；根据所述瞬时有功功率和所述功率参考值得到所述功率变化量和所述功率变化率。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述三相电压数据包括第一电压、第二电压和第三电压；所述三相电流数据包括第一电流、第二电流和第三电流。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述三相电压数据和所述三相电流数据计算瞬时有功功率，包括：将所述第一电压与所述第一电流相乘，得到第一瞬时功率；将所述第二电压与所述第二电流相乘，得到第二瞬时功率；将所述第三电压与所述第三电流相乘，得到第三瞬时功率；将所述第一瞬时功率、第二瞬时功率和所述第三瞬时功率相加，得到所述瞬时有功功率。5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述瞬时有功功率和所述功率参考值得到所述功率变化量和所述功率变化率，包括：将所述瞬时有功功率和所述功率参考值做差，将差值的绝对值作为所述功率变化量；对所述功率变化量进行求导，得到所述功率变化率。6.根据权利要求5所述的方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：王骏海，杨翾，尹建兵，陈琳，王明昶，王岗，刘冰旖，莫雅俊，王妍艳，徐航，孔维禄，戴晴，赵坚鹏，
申请(专利权)人：国网浙江省电力有限公司杭州供电公司，
类型：发明
国别省市：