【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及虚拟同步发电机，更具体地说，它涉及一种虚拟同步发电机的时差融合控制方法、系统及装置。
技术介绍
1、随着越来越多的分布式能源通过电力电力逆变器接入到电网，电力电力逆变器具有响应速度快的优势，但不具有传统同步发动机的机械惯性和阻尼特性，不能为系统提供惯性和阻尼，所以过多的分布式能源接入电网，容易使电力系统失去稳定。
2、虚拟同步发电机(virtual synchronous generator，vsg)是将同步发电机的数学模型嵌入逆变器的控制算法中，将静止电力电子装置模拟为旋转电机的运行技术，并通过模拟同步发电机的一次调频、调压，使其具有阻尼电压和频率快速波动、自动功率分配、同步电网运行等功能。在整个vsg并网装置中，分布式新能源发电单元作为虚拟原动机、逆变器作为虚拟发电机，一次调频时一般将输出功率与vsg控制的功率指令比较，并采用vsg控制算法计算出vsg控制的控制参数(如攻角和机端电压幅值)，再将控制参数输入到双环控制中，并通过spwm(sinusoidal pwm)调制器处理后得到控制逆变器中开关管通断的控制信号，从而调节逆变器输出侧的输出功率，以适应负荷波动。
3、然而，在负荷波动幅度较大时，需要虚拟同步发电机的虚拟惯量足够大，若虚拟惯量不足以完成功率快速波动时，需要调节虚拟原动机的功率输入实现一次调频，系统功率平衡后再进行频率恢复。而在负荷以大幅度进行快速波动时，存在一次调频的频次和幅度均较大的问题，分布式新能源并网的稳定性有待进一步提升。因此，如何研究设计一种能够克服上述缺陷的虚拟
技术实现思路
1、为解决现有技术中的不足，本专利技术的目的是提供一种虚拟同步发电机的时差融合控制方法、系统及装置，在负荷以大幅度进行快速波动时，以两个相邻时刻的参数进行叠加融合，可以对相邻的波动进行抵消处理，使得vsg控制的实际参数波动较小，在保持虚拟惯量不变的情况下，可以有效降低一次调频的频次和幅度，增强了分布式新能源并网的稳定性。
2、本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
3、第一方面，提供了一种虚拟同步发电机的时差融合控制方法，包括以下步骤：
4、采集虚拟同步发电机运行时的输出功率；
5、将输出功率与vsg控制的功率指令比较，并采用vsg控制算法计算出vsg控制的控制参数；
6、将当前时刻的控制参数分解成参与当前时刻vsg控制的第一参数和参与下一时刻vsg控制的第二参数；
7、将参与当前时刻vsg控制的第一参数和上一时刻所分解的参与当前时刻vsg控制的第二参数融合，得到当前时刻vsg控制的实际参数；
8、将当前时刻vsg控制的实际参数输入到双环控制中，并通过spwm调制器处理后得到控制逆变器中开关管通断的控制信号。
9、进一步的，所述控制参数为攻角和/或机端电压幅值。
10、进一步的，所述控制参数分解后，参与当前时刻vsg控制的第一参数的绝对值大于参与下一时刻vsg控制的第二参数的绝对值。
11、进一步的，所述将当前时刻的控制参数分解成参与当前时刻vsg控制的第一参数和参与下一时刻vsg控制的第二参数的过程具体为：
12、以当前时刻的控制参数与第一分解系数之积计算得到参与当前时刻vsg控制的第一参数；
13、以当前时刻的控制参数与参与当前时刻vsg控制的第一参数之差计算得到参与下一时刻vsg控制的第二参数；
14、其中，所述第一分解系数取值大于0.5且小于1。
15、进一步的，所述第一分解系数由输出功率的波动幅度决定；
16、其中，所述输出功率的波动幅度越大，则第一分解系数越小。
17、进一步的，所述将当前时刻的控制参数分解成参与当前时刻vsg控制的第一参数和参与下一时刻vsg控制的第二参数的过程具体为：
18、以当前时刻的控制参数与上一时刻的实际参数之差计算得到参数变量；
19、以参数变量与第二分解系数之积计算得到参与下一时刻vsg控制的第二参数；
20、以当前时刻的控制参数与参与下一时刻vsg控制的第二参数之差计算得到参与当前时刻vsg控制的第一参数；
21、其中，所述第二分解系数取值大于0且小于1。
22、进一步的，所述第二分解系数由输出功率的波动幅度决定；
23、其中，所述输出功率的波动幅度越大，则第二分解系数越大。
24、进一步的，所述实际参数的计算公式具体为：
25、bi＝βi，1+βi-1，2；
26、其中，bi表示i时刻vsg控制的实际参数；βi，1表示i时刻的控制参数分解后参与i时刻vsg控制的第一参数；βi-1，2表示i-1时刻的控制参数分解后参与i时刻vsg控制的第二参数。
27、第二方面，提供了一种虚拟同步发电机的时差融合控制系统，包括：
28、数据采集模块，用于采集虚拟同步发电机运行时的输出功率；
29、初始控制模块，用于将输出功率与vsg控制的功率指令比较，并采用vsg控制算法计算出vsg控制的控制参数；
30、参数分解模块，用于将当前时刻的控制参数分解成参与当前时刻vsg控制的第一参数和参与下一时刻vsg控制的第二参数；
31、参数融合模块，用于将参与当前时刻vsg控制的第一参数和上一时刻所分解的参与当前时刻vsg控制的第二参数融合，得到当前时刻vsg控制的实际参数；
32、信号调制模块，用于将当前时刻vsg控制的实际参数输入到双环控制中，并通过spwm调制器处理后得到控制逆变器中开关管通断的控制信号。
33、第三方面，提供了一种vsg并网装置，包括分布式光伏发电单元、逆变器和至少一个如第二方面所述的一种虚拟同步发电机的时差融合控制系统；
34、所述分布式光伏发电单元通过逆变器并网接入电网系统中；
35、所述数据采集模块采集逆变器输出侧的输出功率；
36、所述虚拟同步发电机的时差融合控制系统所生成的控制信号控制逆变器中开关管的通断。
37、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
38、1、本专利技术提供的一种虚拟同步发电机的时差融合控制方法，采用vsg控制算法计算出vsg控制的控制参数分解成两部分，一部分用于当前时刻的vsg控制，一部分用于下一时刻的vsg控制，在负荷以大幅度进行快速波动时，以两个相邻时刻的参数进行叠加融合，可以对相邻的波动进行抵消处理，使得vsg控制的实际参数波动较小，在保持虚拟惯量不变的情况下，可以有效降低一次调频的频次和幅度，增强了分布式新能源并网的稳定性；
39、2、本专利技术在保持一次调频的频次和幅度不变的情况下，对于系统的虚拟惯量要求较低；
40、3、本专利技术直接以当前时刻的控制参数进行分解，可以增本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种虚拟同步发电机的时差融合控制方法，其特征是，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种虚拟同步发电机的时差融合控制方法，其特征是，所述控制参数为攻角和/或机端电压幅值。
3.根据权利要求1所述的一种虚拟同步发电机的时差融合控制方法，其特征是，所述控制参数分解后，参与当前时刻VSG控制的第一参数的绝对值大于参与下一时刻VSG控制的第二参数的绝对值。
4.根据权利要求1所述的一种虚拟同步发电机的时差融合控制方法，其特征是，所述将当前时刻的控制参数分解成参与当前时刻VSG控制的第一参数和参与下一时刻VSG控制的第二参数的过程具体为：
5.根据权利要求4所述的一种虚拟同步发电机的时差融合控制方法，其特征是，所述第一分解系数由输出功率的波动幅度决定；
6.根据权利要求1所述的一种虚拟同步发电机的时差融合控制方法，其特征是，所述将当前时刻的控制参数分解成参与当前时刻VSG控制的第一参数和参与下一时刻VSG控制的第二参数的过程具体为：
7.根据权利要求6所述的一种虚拟同步发电机的时差融合控制方法，其特征是，所述第
8.根据权利要求1所述的一种虚拟同步发电机的时差融合控制方法，其特征是，所述实际参数的计算公式具体为：
9.一种虚拟同步发电机的时差融合控制系统，其特征是，包括：
10.一种VSG并网装置，其特征是，包括分布式光伏发电单元、逆变器和至少一个如权利要求9所述的一种虚拟同步发电机的时差融合控制系统；
...【技术特征摘要】
1.一种虚拟同步发电机的时差融合控制方法，其特征是，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种虚拟同步发电机的时差融合控制方法，其特征是，所述控制参数为攻角和/或机端电压幅值。
3.根据权利要求1所述的一种虚拟同步发电机的时差融合控制方法，其特征是，所述控制参数分解后，参与当前时刻vsg控制的第一参数的绝对值大于参与下一时刻vsg控制的第二参数的绝对值。
4.根据权利要求1所述的一种虚拟同步发电机的时差融合控制方法，其特征是，所述将当前时刻的控制参数分解成参与当前时刻vsg控制的第一参数和参与下一时刻vsg控制的第二参数的过程具体为：
5.根据权利要求4所述的一种虚拟同步发电机的时差融合控制方法，其特征是，所述第一分解系数由...
【专利技术属性】
技术研发人员：李忠玉，相智才，宫池玉，陈洋，张旭，刘旭，厉运达，林雨，李兴玉，满阳阳，王祥法，时凯，许晓华，许高源，李兆明，万莉，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司日照供电公司，
类型：发明
国别省市：
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