【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及智能電網(wǎng)，具體涉及一種含主動(dòng)支撐能力的改進(jìn)型rbf構(gòu)網(wǎng)型變流器并網(wǎng)控制方法。
技術(shù)介紹
1、近年來(lái)，光伏和風(fēng)電等間歇式能源以電流源形式接入電網(wǎng)，對(duì)電網(wǎng)影響越來(lái)越大。為此，眾多學(xué)者提出的虛擬同步發(fā)電機(jī)，使可再生能源發(fā)電系統(tǒng)對(duì)外接口具有同步發(fā)電機(jī)特性，為分布式電源大規(guī)模接入電網(wǎng)開(kāi)辟了一條新途徑。分布式電源容量較小時(shí)，可以就近供電，稱為微電網(wǎng)；當(dāng)分布式電源容量不僅可以滿足本地負(fù)載的電量需求時(shí)，還可以為電網(wǎng)輸送一定的能量，則稱為并網(wǎng)運(yùn)行。在我國(guó)倡導(dǎo)的“雙碳”目標(biāo)背景下，分布式電源通常需要并網(wǎng)運(yùn)行，進(jìn)而涉及與電網(wǎng)同步運(yùn)行的穩(wěn)定性問(wèn)題。與傳統(tǒng)同步發(fā)電機(jī)一樣，vsg并網(wǎng)前亦需預(yù)同步單元與電網(wǎng)同步。分布式電源直接并網(wǎng)運(yùn)行會(huì)對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生巨大瞬時(shí)沖擊電流，破壞相關(guān)器件。為保證良好的并網(wǎng)質(zhì)量，減小不必要的沖擊，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，需變流器在并網(wǎng)前進(jìn)行預(yù)同步控制。
2、儲(chǔ)能變流器系統(tǒng)存在離網(wǎng)和并網(wǎng)兩種運(yùn)行狀態(tài)，根據(jù)運(yùn)行需要和電網(wǎng)的故障情況，vsg需要在兩種運(yùn)行狀態(tài)之間靈活切換，但由于兩種運(yùn)行狀態(tài)的控制方法存在著不同，在由離網(wǎng)狀態(tài)轉(zhuǎn)成并網(wǎng)狀態(tài)時(shí)變流器輸出電壓和電網(wǎng)電壓在頻率、幅值和相位上可能會(huì)有所不同，而這很有可能造成并網(wǎng)過(guò)程中的沖擊，產(chǎn)生的沖擊電流會(huì)影響電子器件的正常運(yùn)行，嚴(yán)重時(shí)可能會(huì)造成損壞，最終導(dǎo)致系統(tǒng)穩(wěn)定性下降，并網(wǎng)失敗。為此，如何將變流器系統(tǒng)從離網(wǎng)狀態(tài)平滑地切換到并網(wǎng)狀態(tài)、不產(chǎn)生劇烈的沖擊和波動(dòng)、保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行是一個(gè)非常重要的問(wèn)題，，進(jìn)行將pcs輸出電壓特性調(diào)整到與電網(wǎng)一致和消除相位偏差是保證并網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。>
3、在預(yù)同步控制中，虛擬同步發(fā)電機(jī)(virtual?synchronous?generator，vsg)技術(shù)應(yīng)用最為廣泛，傳統(tǒng)預(yù)同步控制利用鎖相環(huán)來(lái)采集電網(wǎng)側(cè)幅值、頻率和相位信息，參照鎖相環(huán)輸出信息不斷調(diào)整vsg輸出電壓，通過(guò)線路阻抗的固定壓差使并網(wǎng)點(diǎn)電壓與電網(wǎng)電壓同步，通過(guò)pi控制器分別將電壓差和相角差接入q－u控制器和p－f控制器中，實(shí)現(xiàn)離網(wǎng)到并網(wǎng)的無(wú)縫切換實(shí)現(xiàn)友好并網(wǎng)。
4、如圖1所示，傳統(tǒng)的逆變器并網(wǎng)同步過(guò)程只改進(jìn)vsg有功控制環(huán)，其包括，電網(wǎng)電壓ug與dq軸的d軸重合，相位為θg，以角速度ωg旋轉(zhuǎn)。逆變器端電壓u相位為，以角速度ω旋轉(zhuǎn)。電網(wǎng)電壓與逆變器輸出電壓的相位差為δθ。當(dāng)并網(wǎng)逆變器從離網(wǎng)切換到并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)逆變器輸出電壓的角速度使逆變器輸出電壓與電網(wǎng)電壓相位一致。電網(wǎng)電壓與逆變器輸出電壓重合時(shí)uq＝0。通過(guò)控制uq＝0可以使兩者相位一致。
5、但由于其引入了鎖相環(huán)導(dǎo)致會(huì)影響預(yù)同步控制的準(zhǔn)確度和速度、系統(tǒng)動(dòng)態(tài)過(guò)程復(fù)雜，過(guò)程中頻率波動(dòng)幅度過(guò)大，對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性影響較大。且控制環(huán)節(jié)退出運(yùn)行后出現(xiàn)輸出功率躍變現(xiàn)象，無(wú)法滿足新能源并網(wǎng)的主動(dòng)支撐要求，不滿足系統(tǒng)對(duì)穩(wěn)定性的要求。
6、作為一種強(qiáng)大的非線性映射工具，徑向基函數(shù)(radial?basis?function,rbf)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在系統(tǒng)建模和控制領(lǐng)域展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景；rbf神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有很好的泛化能力和逼近任意非線性函數(shù)的優(yōu)勢(shì)，因此，使用rbf神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能夠在保證快速反應(yīng)的同時(shí)，又能解決系統(tǒng)參數(shù)之間的非線性問(wèn)題。進(jìn)而，可設(shè)計(jì)rbf神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)調(diào)節(jié)vsg的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和阻尼系數(shù)及并網(wǎng)補(bǔ)償值并應(yīng)用于分?jǐn)?shù)階vsg控制器。
7、因此，提出一種一種含主動(dòng)支撐能力的改進(jìn)型rbf構(gòu)網(wǎng)型變流器并網(wǎng)控制方法，以抑制并網(wǎng)有功在擾動(dòng)情況下出現(xiàn)動(dòng)態(tài)振蕩與功率超調(diào)，降低超調(diào)量，保證離/并網(wǎng)模式的平滑切換，提高并網(wǎng)控制的魯棒性和穩(wěn)定性以及縮小相位誤差是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的問(wèn)題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)提供了一種含主動(dòng)支撐能力的改進(jìn)型rbf構(gòu)網(wǎng)型變流器并網(wǎng)控制方法，能夠通過(guò)無(wú)鎖相環(huán)的改進(jìn)相位自追蹤預(yù)同步方法響應(yīng)電壓偏差信號(hào)并對(duì)頻率相位進(jìn)行補(bǔ)償，實(shí)時(shí)調(diào)整系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和阻尼系數(shù)來(lái)響應(yīng)系統(tǒng)狀態(tài)的變化，減小了擾動(dòng)對(duì)系統(tǒng)頻率和輸出有功功率的影響，改善了系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)過(guò)程，降低由轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)方程帶來(lái)的系統(tǒng)輸出功率分配誤差及超調(diào)量，提高系統(tǒng)并網(wǎng)性能及穩(wěn)定性，能夠有效地控制電網(wǎng)頻率，提高電網(wǎng)電能質(zhì)量。具體技術(shù)方案如下：
2、一種含主動(dòng)支撐能力的改進(jìn)型rbf構(gòu)網(wǎng)型變流器并網(wǎng)控制方法，包括如下過(guò)程：
3、s100：并網(wǎng)逆變器運(yùn)行在孤島狀態(tài)，虛擬同步發(fā)電機(jī)的有功功率環(huán)得到電壓相位θ，并將其初始阻尼和虛擬慣量參數(shù)作為rbf神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入，并實(shí)時(shí)比對(duì)轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)方程，對(duì)控制誤差進(jìn)行控制調(diào)節(jié)；
4、所述轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)方程如下：
5、
6、式中，j和d分別代表轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和阻尼系數(shù)；pm表示機(jī)械功率；pe表示電磁功率；tm和te分別為同步發(fā)電機(jī)的機(jī)械扭與電磁扭矩；
7、s200：將虛擬同步發(fā)電機(jī)經(jīng)過(guò)有功功率環(huán)得到的角度θ與濾波器相位后移的電角度δθl相加得到并網(wǎng)逆變器的調(diào)制波電角度θn；
8、s300：通過(guò)對(duì)電網(wǎng)側(cè)電流電壓進(jìn)行采樣，對(duì)并網(wǎng)逆變器輸出電壓相位進(jìn)行調(diào)節(jié)；將電網(wǎng)電壓經(jīng)過(guò)3s/2s變換得到uga和ugb，將虛擬同步發(fā)電機(jī)有功功率環(huán)輸出相角θ輸入2s/2r變換得到逆變器d軸與q軸分量ugq、ugd，與網(wǎng)側(cè)參考值進(jìn)行比較后，對(duì)得到的差值進(jìn)行pi調(diào)節(jié)，將pi調(diào)節(jié)器輸出的δω，補(bǔ)償給vsg的有功功率環(huán)；
9、s400：電壓同步調(diào)整；具體過(guò)程：將儲(chǔ)能變流器的電網(wǎng)電壓進(jìn)行3s/2s變換，然后經(jīng)過(guò)電壓幅值計(jì)算模塊得到ugm；以電網(wǎng)電壓幅值ugm為給定，逆變器輸出電壓幅值um為反饋，對(duì)得到的差值進(jìn)行pi調(diào)節(jié)，將pi調(diào)節(jié)器的輸出δu補(bǔ)償給虛擬同步發(fā)電機(jī)無(wú)功功率環(huán)的電壓給定，即可調(diào)節(jié)逆變器的輸出電壓幅值，最終使逆變器輸出電壓幅值跟蹤電網(wǎng)電壓幅值，完成逆變器與網(wǎng)側(cè)電壓同步；
10、步驟500：根據(jù)初值g2(s)和轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)方程確定初始相角及角頻率；并根據(jù)改進(jìn)預(yù)同步控制中輸出的角速度補(bǔ)償量及阻尼慣量參數(shù)；由并神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)評(píng)價(jià)函數(shù)e(k)確定是否更新權(quán)值，進(jìn)而根據(jù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)整虛擬慣量j、阻尼系數(shù)d和角速度偏差量δω，更新并網(wǎng)的角速度偏差，使其更擬合網(wǎng)側(cè)數(shù)值；
11、所述初值g2(s)通過(guò)以下公式確定：
12、
13、s600：判斷三者是否落在了給定的取值范圍內(nèi)，如果落入，得到下一時(shí)刻的值；由下式計(jì)算得到等效補(bǔ)償角動(dòng)量，將虛擬慣量j和阻尼系數(shù)d及相位調(diào)節(jié)的反饋量返回至vsg控制方程，最后當(dāng)電網(wǎng)電壓與并網(wǎng)逆變器輸出電壓頻率、電角度且幅值一致時(shí)，閉合pcc，完成并網(wǎng)；
14、根據(jù)有功閉環(huán)傳遞函數(shù)的表達(dá)式求得vsg系統(tǒng)的固定角頻率ωn和阻尼比ξ，
15、
16、式中，kω為vsg調(diào)差系數(shù)，e為電壓電動(dòng)勢(shì)；
17、系統(tǒng)由阻尼比及頻率擾動(dòng)的調(diào)節(jié)時(shí)間為：
18、通過(guò)調(diào)節(jié)時(shí)間來(lái)判斷rbf迭代出的阻尼和慣量是否滿足系統(tǒng)穩(wěn)定性要求。
19、優(yōu)選的，所述rbf神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)如下：
20、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)器：
21、
22、式中，i＝1,2,…5本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種含主動(dòng)支撐能力的改進(jìn)型RBF構(gòu)網(wǎng)型變流器并網(wǎng)控制方法，其特征在于，包括如下過(guò)程：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種含主動(dòng)支撐能力的改進(jìn)型RBF構(gòu)網(wǎng)型變流器并網(wǎng)控制方法，其特征在于，所述RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)如下：
【技術(shù)特征摘要】
1.一種含主動(dòng)支撐能力的改進(jìn)型rbf構(gòu)網(wǎng)型變流器并網(wǎng)控制方法，其特征在于，包括如下過(guò)程：
2.根據(jù)權(quán)...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李明，宗思佳，甫日甫才仁，亞夏爾·吐?tīng)柡?/a>，鄭云平，蘭承龍，蘇邁雅·艾克帕爾，趙清華，阿拜·朱馬別克，馬建功，克帕依吐·吐?tīng)栠d，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：國(guó)網(wǎng)新疆電力有限公司電力科學(xué)研究院，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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