【技術實現步驟摘要】
本申請涉及新能源并網，尤其涉及基于同步機三階模型的主動支撐預同步控制方法。
技術介紹
1、隨著經濟的快速發(fā)展，新能源大規(guī)模開發(fā)利用，大量新能源場站和跨區(qū)直流輸電的接入，使得電網慣量缺失，導致并網點電壓的穩(wěn)定性下降，對于高比例新能源并網的電力系統而言，由于其電壓、頻率支撐不足，嚴重惡化了電力系統的抗干擾能力以及故障后的恢復能力，因此，如何提高高比例新能源電網的支撐能力和恢復能力成為需要關注的重要問題。
2、中國專利《一種微電網孤島檢測、預同步控制方法及裝置》，公開號：cn115864516a，公開日：2023年03月28日，具體公開了通過afd檢測法與afdpf檢測法分條件間斷使用的孤島檢測方法，當頻率差較大時施加較小的擾動電流，當頻率差較小，則加入較大的擾動電流提高檢測速度，避免長時間注入干擾電流對電能質量的影響；該預同步控制方法則在微電網處于孤島狀態(tài)且開始并網前，通過預同步方法為微電網電壓頻率或幅值增加補償量，使得微電網電壓頻率和幅值能夠與大電網一致。然而該方案利用鎖相環(huán)構建電壓相角預同步控制結構，控制復雜，同時并未公開如何解決預同步完成后的并網頻率擾動問題。
3、中國專利《基于虛擬同步發(fā)電機的光儲微電網并網預同步控制方法》，公開號：cn110112787a，公開日：2019年08月09日，具體公開了利用鎖相環(huán)得到微電網母線側和大電網側的電壓幅值、頻率和相位信息，通過逆變器中預同步單元的加入和控制實現了光儲微電網并網預同步。能夠消除微電網并網瞬間的電流沖擊，實現微電網從孤島模式到并網模式的平滑切換。同樣
技術實現思路
1、本申請針對現有技術中存在并網時同步控制復雜、并網后預同步控制電壓跟蹤精度低的問題，提供基于同步機三階模型的主動支撐預同步控制方法，通過在預同步階段利用基于幅值差值的幅值預同步控制器以及基于電壓分量差值的相位預同步控制器實現機組與電網電壓同步，減少并網瞬間產生的沖擊電流，使得并網過程平滑，而在并網后切換頻率積分反饋環(huán)節(jié)跟隨電壓，進一步優(yōu)化機組的頻率控制，增強系統對頻率擾動的抵抗能力，提高系統穩(wěn)定性。在預同步階段采用更為靈活的預同步控制器根據電網的不同條件和機組狀態(tài)進行實時調整，而在并網后關閉預同步控制器啟動頻率積分反饋環(huán)節(jié)，既避免了控制沖突，同時采用更為準確的頻率積分反饋環(huán)節(jié)進行同步性保持，提高系統的準確性。
2、為實現上述技術目的，本申請?zhí)峁┑囊环N技術方案是，基于同步機三階模型的主動支撐預同步控制方法，包括如下步驟：s1：基于同步機三階模型引入頻率積分反饋環(huán)節(jié)構建主動支撐模型；s2：基于主動支撐模型執(zhí)行小信號分析，根據小信號分析結果修正主動支撐模型；s3：構建相位預同步控制器以及幅值預同步控制器，將幅值預同步控制器引入主動支撐模型的勵磁電壓環(huán)，將相位預同步控制器引入主動支撐模型的有功頻率環(huán)，構建基于主動支撐的預同步控制模型；s4：基于預同步信號啟動相位預同步控制器以及幅值預同步控制器，根據基于主動支撐的預同步控制模型調控機組電壓以及電流；s5：基于并網信號關閉相位預同步控制器以及幅值預同步控制器，啟動頻率積分反饋環(huán)節(jié)，根據基于主動支撐的預同步控制模型調控機組電壓以及電流。
3、進一步的，所述基于同步機三階模型引入頻率積分反饋環(huán)節(jié)構建主動支撐模型包括：根據同步機三階模型構建包含有功頻率環(huán)、勵磁調壓環(huán)、勵磁回路控制環(huán)以及虛擬阻抗控制的主動支撐初始模型；在有功頻率環(huán)中引入頻率積分反饋環(huán)節(jié)，構建主動支撐模型。
4、進一步的，所述基于主動支撐模型執(zhí)行小信號分析，根據小信號分析結果修正主動支撐模型包括：基于主動支撐模型確定并網系統的動態(tài)方程；對動態(tài)方程執(zhí)行線性化處理得到并網系統的小信號模型；利用并網系統的小信號模型執(zhí)行小信號分析，根據小信號分析結果修正主動支撐模型。
5、進一步的，所述并網系統的動態(tài)方程至少包括電磁功率方程以及電壓方程。
6、進一步的，所述對動態(tài)方程執(zhí)行線性化處理得到并網系統的小信號模型包括：對電磁功率方程以及電壓方程執(zhí)行線性化處理得到電磁功率變化影響關系、q軸電動勢變化影響關系以及逆變器端電壓變化影響關系；基于電磁功率變化影響關系、q軸電動勢變化影響關系以及逆變器端電壓變化影響關系構建并網系統的小信號模型。
7、進一步的，所述根據小信號分析結果修正主動支撐模型包括：基于并網結構參數調整獲取小信號分析結果集合；根據小信號分析結果集合篩取穩(wěn)定性最高的并網結構參數修正主動支撐模型。
8、進一步的，所述構建相位預同步控制器以及幅值預同步控制器包括：根據電網電壓在兩相靜止坐標系下的電壓分量和并網點電壓在兩相靜止坐標系下的電壓分量構建相位預同步控制器；根據電網電壓幅值和并網點電壓幅值構建幅值預同步控制器。
9、進一步的，所述根據電網電壓在兩相靜止坐標系下的電壓分量和并網點電壓在兩相靜止坐標系下的電壓分量構建相位預同步控制器包括：根據電網電壓在兩相靜止坐標系下的電壓分量和并網點電壓在兩相靜止坐標系下的電壓分量的差值平方和構建相位預同步控制器。
10、進一步的，所述基于預同步信號啟動相位預同步控制器以及幅值預同步控制器還包括：接收到預同步信號后，判斷是否滿足第一合閘條件，若是，則啟動相位預同步控制器以及幅值預同步控制器，若否，則發(fā)出報警提示。
11、進一步的，所述基于并網信號關閉相位預同步控制器以及幅值預同步控制器，啟動頻率積分反饋環(huán)節(jié)還包括：接收到并網信號后，判斷是否滿足第二合閘條件，若是，則啟動頻率積分反饋環(huán)節(jié)，若否，發(fā)出報警提示。
12、本申請的有益效果：通過在預同步階段利用幅值預同步控制器以及相位預同步控制器實現機組與電網電壓同步，減少并網瞬間產生的沖擊電流，使得并網過程平滑，而在并網后切換頻率積分反饋環(huán)節(jié)跟隨電壓，進一步優(yōu)化機組的頻率控制，增強系統對頻率擾動的抵抗能力，提高系統穩(wěn)定性。在預同步階段采用更為靈活的預同步控制器根據電網的不同條件和機組狀態(tài)進行實時調整，而在并網后關閉預同步控制器啟動頻率積分反饋環(huán)節(jié)，既避免了控制沖突，同時采用更為準確的頻率積分反饋環(huán)節(jié)進行同步性保持，提高系統的準確性。
13、相位同步控制器調節(jié)αβ軸上pcc處和電網處對應的電壓分量差值趨近于0，將其差值通過pi調節(jié)器以補償機組輸出頻率，實現了pcc處電壓和電網電壓的相位同步，在省略鎖相環(huán)節(jié)簡化控制策略的同時提升了系統的穩(wěn)定性和可靠性。
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1.基于同步機三階模型的主動支撐預同步控制方法，其特征在于：包括如下步驟：
2.如權利要求1所述的基于同步機三階模型的主動支撐預同步控制方法，其特征在于：
3.如權利要求1所述的基于同步機三階模型的主動支撐預同步控制方法，其特征在于：
4.如權利要求3所述的基于同步機三階模型的主動支撐預同步控制方法，其特征在于：
5.如權利要求4所述的基于同步機三階模型的主動支撐預同步控制方法，其特征在于：
6.如權利要求1或5所述的基于同步機三階模型的主動支撐預同步控制方法，其特征在于：所述根據小信號分析結果修正主動支撐模型包括：
7.如權利要求1所述的基于同步機三階模型的主動支撐預同步控制方法，其特征在于：
8.如權利要求7所述的基于同步機三階模型的主動支撐預同步控制方法，其特征在于：
9.如權利要求1所述的基于同步機三階模型的主動支撐預同步控制方法，其特征在于：
10.如權利要求9所述的基于同步機三階模型的主動支撐預同步控制方法，其特征在于：
【技術特征摘要】
1.基于同步機三階模型的主動支撐預同步控制方法，其特征在于：包括如下步驟：
2.如權利要求1所述的基于同步機三階模型的主動支撐預同步控制方法，其特征在于：
3.如權利要求1所述的基于同步機三階模型的主動支撐預同步控制方法，其特征在于：
4.如權利要求3所述的基于同步機三階模型的主動支撐預同步控制方法，其特征在于：
5.如權利要求4所述的基于同步機三階模型的主動支撐預同步控制方法，其特征在于：
6.如權利要求1或5...
【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：支月媚，張暉，宋昕，呂勤，凌開元，
申請(專利權)人：國網浙江省電力有限公司金華供電公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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