基于构网储能型STATCOM增强风电场虚拟惯性的自适应控制方法技术

本发明专利技术提出了一种基于构网储能型STATCOM增强风电场虚拟惯性的自适应控制方法。构网储能型STATCOM包括级联H桥、DC/DC变换器和储能单元。通过在风电场出口处的交流母线上并联构网储能型STATCOM，将风电场和STATCOM作为一个整体向系统供电。针对该系统，分析了增强风电场惯量的机理，设计了自适应惯性时间常数控制方法，并根据储能单元不同的荷电状态，确定构网储能型STATCOM工作模式。该方法明显改善了惯量支撑能力，提高了风电系统的安全水平和稳定裕度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及风电并网系统，尤其涉及一种基于构网储能型statcom增强风电场虚拟惯性的自适应控制方法。

技术介绍

1、与传统发电方式不同的是，新能源发电需经电力电子装备并网。电力电子装备在电网中的占比不断攀升，使得以同步发电机为主的传统电网形态发生转变，电力系统弱惯性、弱阻尼等问题突出。因此，迫切需要提升新能源系统的电网支撑能力。

2、目前，学术界和工业界主要从控制改进和附加装置两方面提升新能源系统的支撑能力。在控制策略改进方面，研究者们大都致力于通过改变新能源发电机组的控制策略来实现惯量响应，以模拟传统同步发电机的惯量特性。这种方法虽然能够在一定程度上增强系统的稳定性，但同时会对风机的最大风能捕获性能产生负面影响，增加机械载荷，从而影响风机的运行寿命。因此，安装能够提供惯量和电压支撑的电力电子装备成为了一种有效的解决方案。考虑到现有大规模风电场、光伏电站均配备了一定容量的无功补偿装置，以满足并网点电压的需求。目前主流的无功补偿设备包括同步调相机、静止无功补偿器和静止同步补偿器(static synchronous compensator，s本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于构网储能型STATCOM增强风电场虚拟惯性的自适应控制方法，其特征在于：包括储能型STATCOM的拓扑、构网控制、自适应控制方法。

2.根据权利要求1所述的一种基于构网储能型STATCOM增强风电场虚拟惯性的自适应控制方法，其特征在于：级联H桥STATCOM每相结构由N个单元模块构成，每个单元模块可以输出±Udc和0三种电平，N个单元模块可以得到2N+1个电平。随着N越大，电平数越多，则输出电压的畸变率越低，输出的波形越理想。储能单元通过可以双向传输功率的双有源桥(dualactive bridge，DAB)隔离型DC/DC变换器与级联H桥子单元连接。DC/DC变...

【技术特征摘要】

1.一种基于构网储能型statcom增强风电场虚拟惯性的自适应控制方法，其特征在于：包括储能型statcom的拓扑、构网控制、自适应控制方法。

2.根据权利要求1所述的一种基于构网储能型statcom增强风电场虚拟惯性的自适应控制方法，其特征在于：级联h桥statcom每相结构由n个单元模块构成，每个单元模块可以输出±udc和0三种电平，n个单元模块可以得到2n+1个电平。随着n越大，电平数越多，则输出电压的畸变率越低，输出的波形越理想。储能单元通过可以双向传输功率的双有源桥(dualactive bridge，dab)隔离型dc/dc变换器与级联h桥子单元连接。dc/dc变换器功率模块主要是由两侧的全桥、高频隔离变压器t(变比为n)以及辅助电感lt构成。

3.根据权利要求1所述的一种基于构网储能型statcom增强风电场虚拟惯性的自适应控制方法，其特征在于：级联h桥statcom有功频率控制方面，与电网频率和相位的同步模拟调相机机械运动特性的2阶模型实现，即在虚拟同步控制实现的基础上进行修改。级联h桥statcom的电压和内环电流控制方面，为方便在控制有功功率与无功功率时使二者解耦，通常会引入虚拟阻抗以增大交流侧阻抗角。通过控制pcc点的电压生成虚拟内电势。estatcom的电压控制采用了虚拟导纳直接生成内环电流的参考值，在经过电流内环解耦控制后产生三相调制电压，之后经过pwm调制后产生开关器件的触发脉冲。

4.根据权利要求1所述的一种基于构网储能型s...

【专利技术属性】
技术研发人员：许建中，王凤，王秋翔，张少聪，赵成勇，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：发明
国别省市：