【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电化学储能系统领域，具体涉及一种储能系统vsg控制方法。
技术介绍
1、在电化学储能系统中，pcs(power conversion system)用于连接于电池与电网之间，实现能量双向流动，实现削峰填谷的目的。随着配电网中可再生能源的发电占比逐年提高，大量逆变器接入到电力系统中，这导致电力系统总惯性下降、稳定性受到一定程度的影响。利用vsg(vi rtual synchronous generator)(虚拟同步发电机)控制技术，参与微网一次调频等，可以为微电网提供类似同步发电机的惯性和阻尼特性，进而维持pcs输出频率和功率的稳定性。
2、现有技术存在如下方面的不足：
3、1.功率调节与频率调节之间平衡性之间一致性较差；
4、2.外界造成电网频率波动，惯量补偿会影响到频率控制的快速响应；
5、3.仅考虑惯量j对系统频率响应特性的作用，没有考虑阻尼d对电网频率的影响；
6、4.很难设计单一最佳阻尼比，vsg的动态性能差；
7、5.阻尼系数d的选取忽略对频率变化率的影响。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题是提供一种储能系统vsg控制方法，可以实现惯量j和阻尼d协同调节，解决传统控制带来低频震荡问题；有效抑制频率和功率的波动，提高控制系统的动态性能；参数鲁棒性好，满足参与电网调节时电压电流谐波要求。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种储能系统vsg控制方法，其特征在
3、(1)根据有功调频环路，计算有功环路最终输出δ；
4、(2)将δ与电网角频率ωn合成角频率ω；
5、(3)计算有功环路绝对值|δ|；
6、(4)对角频率进行微分，微分后经二阶带通滤波器，得到dω/dt；
7、(5)对dω/dt取绝对值，得到|dω/dt|；
8、(6)提供算法可执行性，将转动惯量j和阻尼系数d辨识进行归一化处理，处理公式如下
9、
10、k1～k4系数，兼顾系统动态性和稳定性需要，加入pi补偿环节；同时兼顾动态需求，对阈值加入滞环处理。
11、(7)在步骤6中，对于转动惯量j，j0为vsg稳态时值，对于阻尼系数d，d0为vsg稳态时值。
12、进一步地，在步骤1中的主电路拓扑结构如下：直流侧为储能电池，正负极连接到逆变桥正负端，三相输出经lc滤波到电网。
13、进一步地，根据主电路拓扑结构，得到vsg运行时转子运动方程的数学模型如下：
14、
15、其中，其中j为虚拟转动惯量，d为阻尼系数，ω和ωn为虚拟角频率、额定角频率，δ为2个电压向量之间的相位差，pm和pe分别为vsg虚拟机械功率与电磁功率。
16、进一步地，根据主电路拓扑结构，得到无功调压特性方程如下：
17、e＝ki∫[kq(qref-q)+(u0-u)]；
18、其中，e为励磁电动势，ki为积分系数，u为vsg实际输出电压。
19、进一步地，根据主电路拓扑结构，得到有功环路闭环传递函数如下：
20、
21、其中，pref为参考有功功率，pe为电磁功率，即vsg输出功率，e0为vsg输出电压，ul为电网电压，xf为等效阻抗。
22、进一步地，根据有功环路闭环传递函数，得到传递函数特征根如下：
23、
24、进一步地，根据有功环路闭环传递函数，与二阶标准型系统传递函数对比得到振荡频率和阻尼比如下：
25、
26、本专利技术的有益效果：
27、1.解决了环路超调带来的系统不稳定性；
28、2.提高相位裕度，系统具有更宽的频率变化率带宽；
29、3.更宽频率变化率较大时提供大的虚拟转动惯量来抑制频率变化率并减小频率偏差，频率变化率较小时提供小的虚拟转动惯量使系统快速恢复到额定频率；
30、4.改善了虚拟同步发电机并网系统受扰后的暂态特性，在降低频率超调量的同时缩短频率调整时间；
31、5.自适应调节限制了动态过程中系统频率变化阈值,有效避免了vsg动态调节过程中,因频率变化导致vsg脱网。
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1.一种储能系统VSG控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的储能系统VSG控制方法，其特征在于，在步骤1中的主电路拓扑结构如下：直流侧为储能电池，其正负极连接到逆变桥正负端，三相输出经LC滤波到电网。
3.如权利要求2所述的储能系统VSG控制方法，其特征在于，根据主电路拓扑结构，得到VSG运行时转子运动方程的数学模型如下：
4.如权利要求2所述的储能系统VSG控制方法，其特征在于，根据主电路拓扑结构，得到无功调压特性方程如下：
5.如权利要求2所述的储能系统VSG控制方法，其特征在于，根据主电路拓扑结构，得到有功环路闭环传递函数如下：
6.如权利要求5所述的储能系统VSG控制方法，其特征在于，根据有功环路闭环传递函数，得到传递函数特征根如下：
7.如权利要求1所述的储能系统VSG控制方法，其特征在于，根据有功环路闭环传递函数，与二阶标准型系统传递函数对比得到振荡频率和阻尼比如下：
【技术特征摘要】
1.一种储能系统vsg控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的储能系统vsg控制方法，其特征在于，在步骤1中的主电路拓扑结构如下：直流侧为储能电池，其正负极连接到逆变桥正负端，三相输出经lc滤波到电网。
3.如权利要求2所述的储能系统vsg控制方法，其特征在于，根据主电路拓扑结构，得到vsg运行时转子运动方程的数学模型如下：
4.如权利要求2所述的储能系统vsg控制方法，其特征在于，...
【专利技术属性】
技术研发人员：王宜昶，陈星，
申请(专利权)人：苏州华储电气科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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