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【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及電力系統和能源管理,具體為基于不連續控制策略下虛擬同步發電機控制方法。
技術介紹
1、微電網中的逆變器并聯控制是保證電網穩定運行的關鍵技術之一。
2、在無互聯信號線的對等控制中,由于缺少有功和無功功率的直接指令,常常導致電壓和頻率的靜差問題,從而影響系統的穩定性和效率。此外,功率均衡是衡量逆變器并聯效果的重要指標,但在實際操作中常面臨因逆變器容量不等導致的均流問題。因此,如何在不同容量逆變器的并聯操作中實現功率均衡并維持較小的靜差,是目前微電網技術發展中亟待解決的難題。
3、在常規的虛擬同步發電機控制方法,通常使用時間連續型的控制方法,故調節系數修正是實時變動介入,此類方法可以保證輸出連續性和減少波動,但會隨著時間的增加而累計誤差變量,在多逆變器并聯時容易產生較大的靜差。本專利技術采用時間不連續型的控制方法,調節系數修正的介入僅在輸出電能檢測到頻率或電壓出現波動且超過閾值fthr、uthr時觸發,并在低于閾值fthr、uthr時退出。該方法可以有效消除時間因素累計造成的誤差變量,進而實現功率均衡并維持較小的靜差。
技術實現思路
1、針對現有技術的不足,本專利技術提供了基于不連續控制策略下虛擬同步發電機控制方法,解決了微電網中逆變器異時接入時的功率均衡和電壓頻率穩定性問題。
2、為實現以上目的,本專利技術通過提出基于不連續控制策略下虛擬同步發電機控制方法,解決逆變器異時接入電網系統功率平衡與縮小靜差問題,包括以下步驟:
3
4、設置系統的參考頻率fref和參考電壓uref,其中參考角頻率ωref定義為2πfref;
5、在新逆變器接入前,通過預同步輸入量pcom和qcom進行預同步控制,使新逆變器的輸出頻率和電壓與現有系統同步;
6、實時監測系統頻率和電壓,檢測并計算頻率偏差fe和電壓偏差ue;
7、當fe或ue超出預設閾值fthr、uthr時,基于不連續控制策略,啟動調整機制,重新計算頻率調節系數fadj和電壓調節系數uadj:
8、
9、其中,kp為比例系數,ki為積分系數,pni為各逆變器的額定輸出功率,t0為開始調整的時刻,c0為補償常數,fe(τ)和ue(τ)分別為在時間τ的頻率和電壓偏差;
10、根據系統的負載和運行條件動態調整各逆變器的輸出,以適應不同的操作環境,維持功率均衡并確保頻率和電壓與fref和uref一致。
11、本專利技術還提供基于不連續控制策略下虛擬同步發電機控制系統,包括:
12、多個并聯逆變器,每個逆變器具有虛擬轉動慣量j、阻尼系數d、有功-頻率下垂系數m、無功-電壓下垂系數n、線路阻抗x和額定輸出功率pni;
13、監測模塊,用于實時監測微電網的頻率和電壓;
14、預同步控制模塊,用于在新逆變器接入前計算預同步輸入量pcom和qcom,并調整新逆變器的輸出頻率和電壓;
15、調節模塊,用于計算并調整頻率調節系數fadj和電壓調節系數uadj,并確保各逆變器的輸出功率均衡;
16、控制模塊,采用不連續控制策略,確保在檢測到頻率或電壓波動時重新計算并調整調整fadj和uadj,直至頻率或電壓波動低于閾值fthr、uthr。
17、本專利技術還提供一種計算機設備,包括存儲器、處理器及存儲在存儲器上并可在處理器上運行的計算機程序,所述處理器執行所述計算機程序時,實現如上述的方法。
18、本專利技術還提供一種存儲介質,其上存儲有計算機程序,該計算機程序被處理器執行時實現如上述的方法。
19、本專利技術提供了一種針對逆變器異時接入電網系統,提出基于不連續控制策略下虛擬同步發電機控制方法。具備以下有益效果:
20、1、本專利技術的控制方法通過動態調整逆變器的輸出響應系統變化,提高了微電網的穩定性和逆變器的并聯效率。此外,預同步控制步驟減少了新逆變器接入對系統的沖擊,降低了由于頻率和電壓不匹配引起的風險。通過實時監測和自適應調整,該方法增強了系統對負載變化的適應能力,確保了供電的連續性和高質量。
21、2、本專利技術通過實時監測系統的頻率和電壓以及及時調整逆變器的輸出,顯著提高了微電網對負載變化、設備故障或新逆變器并入的響應速度和靈敏度。這種高度的系統響應性確保了電力供應的連續性和穩定性,減少了由于頻率和電壓波動引起的電網故障。
22、3、本專利技術通過精確控制各逆變器的功率輸出以匹配其負載需求,有效地促進了整個微電網中功率的均衡分配。這不僅減少了系統中的環流和能量損耗,也優化了資源的使用效率,有助于降低運行成本和環境影響。
23、4、本專利技術支持新逆變器的異時接入,并通過預同步控制機制確保新逆變器無縫并入微電網,從而增強了系統的可擴展性和靈活性。這使得微電網可以輕松適應不斷變化的能源需求和技術升級,支持更多的可再生能源和分布式能源資源的接入。
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1.基于不連續控制策略下虛擬同步發電機控制方法,其特征在于,包括以下步驟:
2.根據權利要求1所述方法,其特征在于,所述虛擬轉動慣量J的初始值根據以下條件設置:
3.根據權利要求1所述方法,其特征在于,所述阻尼系數D的初始值根據以下條件設置:
4.根據權利要求1所述方法,其特征在于,所述有功-頻率下垂系數m和無功-電壓下垂系數n的初始值根據以下條件設置:
5.根據權利要求1所述方法,其特征在于,所述頻率調節系數fadj和電壓調節系數Uadj的計算采用比例積分控制器,其比例系數kp和積分系數ki根據實時數據進行優化。
6.根據權利要求1所述方法,其特征在于,所述閾值設定根據系統的負載和運行條件動態調整,以適應不同的操作環境。
7.根據權利要求1所述控制方法,其特征在于,所述預同步輸入量Pcom和Qcom的設定基于當前系統頻率和電壓的實時監測數據,以確保新逆變器接入時的平穩過渡。
8.根據權利要求1所述方法,其特征在于,所述調整各逆變器的輸出,以維持功率均衡并確保頻率和電壓與fref和Uref一致步驟
9.基于不連續控制策略下虛擬同步發電機控制系統,用于實施如權利要求1-8任一項所述方法,其特征在于,包括:
10.一種存儲介質,其上存儲有計算機程序,其特征在于,該計算機程序被處理器執行時實現如權利要求1-7任一項所述方法。
...【技術特征摘要】
1.基于不連續控制策略下虛擬同步發電機控制方法,其特征在于,包括以下步驟:
2.根據權利要求1所述方法,其特征在于,所述虛擬轉動慣量j的初始值根據以下條件設置:
3.根據權利要求1所述方法,其特征在于,所述阻尼系數d的初始值根據以下條件設置:
4.根據權利要求1所述方法,其特征在于,所述有功-頻率下垂系數m和無功-電壓下垂系數n的初始值根據以下條件設置:
5.根據權利要求1所述方法,其特征在于,所述頻率調節系數fadj和電壓調節系數uadj的計算采用比例積分控制器,其比例系數kp和積分系數ki根據實時數據進行優化。
6.根據權利要求1所述方法,其特征在于,所述閾值設定根據系統的負載和運行條件動態調整,以適應不同的操作環境。
7.根據權利要求1所述控制方法,其特征在于,所述預...
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