【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电力系统，特别涉及一种构网型逆变器虚拟惯量构建方法、系统、设备和介质。
技术介绍
1、随着分布式电源渗透率的逐年提高，分布式电源与微网给大电网带来的冲击与影响越来越不可忽视。微网逆变器作为连接分布式电源与电网的接口，其控制策略对分布式电源的输出特性起到决定性的作用，在很大程度上决定了微网及大电网能否稳定运行。由于传统的逆变器控制策略无法为微网提供惯性支撑，而虚拟同步机控制策略的诞生缓解了这个问题。因此，本文以虚拟同步机控制策略为基础，对微网逆变器的控制策略进行研究分析，通过改进虚拟同步机的有功控制环来定量控制暂态过程中的故障清除角及最大摇摆角，对提高微网的暂态稳定性具有重大意义。
2、公开号为“cn116599081a”的中国专利公开了一种扩展虚拟惯量的虚拟同步机控制方法，所述方法包括：获取虚拟同步机的逆变器输出的有功和无功潮流功率；对所述有功和无功潮流功率进行小信号线性化处理，得到所述虚拟同步机的精确小信号关系式；利用所述精确小信号关系式建立所述虚拟同步机的小信号模型；根据所述小信号模型，对虚拟转动惯量进行扩展得到扩展虚拟惯量；利用所述扩展虚拟惯量对所述虚拟同步机的暂态振荡进行控制。该专利技术通过扩展虚拟惯量解决虚拟同步机有功潮流模型中的相位滞后问题，降低虚拟同步机在功率指令阶跃或外部出现扰动时所出现的有功功率和频率的振荡，实现对所述虚拟同步机暂态振荡的抑制。该专利技术通过对虚拟惯量进行扩展以得到扩展虚拟惯量，该扩展方式通过简单地调整调节参数大小使用线性变换进行扩展，调整范围未知且精准程度不高。>
技术实现思路
1、本专利技术提供一种构网型逆变器虚拟惯量构建方法、系统、设备和介质，旨在解决目前的虚拟同步机技术无法定量控制暂态过程中的故障清除角及最大摇摆角的问题。
2、为解决上述技术问题，本专利技术提供一种构网型逆变器虚拟惯量构建方法，包括以下步骤：
3、s1：构建一个虚拟同步机控制模型，搭建虚拟同步机的有功控制环。
4、s2：改进虚拟同步机的有功控制环控制方式，在常数虚拟惯量上增加惯量调节系数，通过调整所述惯量调节系数来控制故障清除角及最大摇摆角。
5、s3：在虚拟同步机故障期间，在已知的虚拟同步机故障参数基础上，通过简化转子运动方程，求解出故障期间虚拟惯量与故障清除角的关系式，并利用牛顿拉夫逊迭代方法得到限定故障清除角所需的惯量调节系数k1。
6、s4：在虚拟同步机故障清除后，在已知的虚拟同步机运行参数基础上，通过对暂态过程中能量转化的分析，量化出故障清除后虚拟惯量与最大摇摆角的关系式，得到限定最大摇摆角所需的惯量调节系数k2。
7、优选的，所述步骤s1具体为：
8、构建一个虚拟同步机控制模型，其中电网电压为ug，虚拟同步机的稳态功角为δa，额定角频率为ωn，逆变器额定输出电压为en，额定有功参考值为pref，无功参考值为qref，阻尼系数为d，无功下垂系数为kq。
9、优选的，所述步骤s2具体为：
10、在常数虚拟惯量j0的基础上构建一个惯量调节系数，在故障期间和故障清除后这两个阶段，有功控制环分别通过控制惯量调节系数来实现故障清除角和最大摇摆角的限定，所述有功控制环的控制方程具体为：
11、
12、式中，k为惯量调节系数，j0为常数虚拟惯量，ω为系统角频率，t为时间，pe为虚拟同步机的有功输出，θ为逆变器端电压相角。
13、优选的，所述步骤s3具体为：
14、s31：有功控制环所模拟的转子方程在故障期间简化为：
15、
16、式中，j1为虚拟同步机在故障期间的虚拟惯量，δ为虚拟同步机的功角，t为时间，pe2max为故障期间虚拟同步机的电磁功率最大值。
17、s32：以上转子运动方程的初始条件为：
18、
19、s33：根据步骤s31结合步骤s32，可得故障期间虚拟惯量与功角的关系式具体为：
20、
21、式中，c1和c2为由转子运动方程的初始条件确定的常数；
22、代入故障持续时间，令t＝t，可得虚拟惯量与故障清除角的关系式具体为：
23、
24、式中，δc为故障期间虚拟同步机的故障清除角，t为故障持续时间。
25、s34：在故障期间，根据欲限定的故障清除角δc，采用牛顿拉夫逊迭代方法，求解得到故障期间所需的虚拟惯量j1。
26、s35：根据得到的故障期间所需的虚拟惯量j1，计算故障期间的惯量调节系数k1，k1的计算公式具体为：
27、
28、式中，j0为常数虚拟惯量。
29、优选的，所述步骤s4具体为：
30、s41：根据能量守恒原则，故障清除后的能量完全转化为转子动能，所述等式具体为：
31、
32、式中，e1为故障清除后虚拟同步机的加速能量，e2为故障清除后虚拟同步机的减速能量，j2为虚拟同步机在故障清除后的虚拟惯量，ωc表示故障清除时刻虚拟同步机的角频率。
33、通过以上等式可得出j2的表达式具体为：
34、
35、s42：故障清除后虚拟同步机的加速能量e1的计算公式具体为：
36、e1＝pref(δmax-δc)
37、式中，δmax为故障清除后虚拟同步机的最大摇摆角，δc为故障期间虚拟同步机的故障清除角。
38、s43：故障清除后虚拟同步机的减速能量e2的计算公式具体为：
39、e2＝pe3max(cosδc-cosδmax)
40、式中，pe3max为故障清除后虚拟同步机的电磁功率最大值。
41、s44：通过步骤s41结合步骤s42、s43，在故障清除后，根据欲限定的最大摇摆角δmax，计算得到虚拟同步机在故障清除后的虚拟惯量j2。
42、s45：根据得到的虚拟同步机在故障清除后的虚拟惯量j2，计算故障清除后的惯量调节系数k2，k2的计算公式具体为：
43、
44、式中，j0为常数虚拟惯量。
45、另一方面，本专利技术还提供一种构网型逆变器虚拟惯量构建系统，包括构建模块、控制模块、计算模块。
46、构建模块用于，构建一个虚拟同步机控制模型，搭建虚拟同步机的有功控制环。
47、控制模块用于，改进虚拟同步机的有功控制环控制方式，在常数虚拟惯量上增加惯量调节系数，通过调整所述惯量调节系数来控制故障清除角及最大摇摆角。
48、计算模块用于，在虚拟同步机故障期间，在已知的虚拟同步机故障参数基础上，通过简化转子运动方程，求解出故障期间虚拟惯量与故障清除角的关系式，并利用牛顿拉夫逊迭代方法得到限定故障清除角所需的惯量调节系数k1；在虚拟同步机故障清除后，在已知的虚拟同步机运行参数基础上，通过对暂态过程中能量转化的分析，量化出故障清除后虚拟惯量与最大本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种构网型逆变器虚拟惯量构建方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种构网型逆变器虚拟惯量构建方法，其特征在于，所述步骤S1具体为：
3.根据权利要求2所述的一种构网型逆变器虚拟惯量构建方法，其特征在于，所述步骤S2具体为：
4.根据权利要求2所述的一种构网型逆变器虚拟惯量构建方法，其特征在于，所述步骤S3具体为：
5.根据权利要求2所述的一种构网型逆变器虚拟惯量构建方法，其特征在于，所述步骤S4具体为：
6.一种构网型逆变器虚拟惯量构建系统，其特征在于，包括构建模块、控制模块、计算模块；
7.一种电子设备，所述电子设备包括：存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至5中任一项所述的一种构网型逆变器虚拟惯量构建方法。
8.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至5中任一项所述的一种构网型逆变器虚拟惯量构建方法。
【技术特征摘要】
1.一种构网型逆变器虚拟惯量构建方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种构网型逆变器虚拟惯量构建方法，其特征在于，所述步骤s1具体为：
3.根据权利要求2所述的一种构网型逆变器虚拟惯量构建方法，其特征在于，所述步骤s2具体为：
4.根据权利要求2所述的一种构网型逆变器虚拟惯量构建方法，其特征在于，所述步骤s3具体为：
5.根据权利要求2所述的一种构网型逆变器虚拟惯量构建方法，其特征在于，所述步骤s4具体为：
【专利技术属性】
技术研发人员：陈恺，林伟，林谋，王艺涵，陈清锦，王怀远，
申请(专利权)人：中国电建集团福建省电力勘测设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。