[发明专利]并网控制方法及系统

说明书

本发明提供了并网控制方法及系统，涉及分布式电源并网研究技术领域，包括根据同步电机的机电暂态方程，建立同步逆变器的虚拟转子模型，其中，虚拟转子模型包括并网点电网频率，在并网点电网频率发生变化的情况下，根据虚拟转子模型得到虚拟角频率的调节函数，根据调节函数得到自然振荡角频率和阻尼比，对自然振荡角频率和阻尼比进行分析，得到同步逆变器的控制策略，根据虚拟转子模型和控制策略，对虚拟角频率进行波动控制。本发明可以提高同步逆变器在并网运行过程抵御电网侧频率波动的能力，增加暂态稳定性。

技术领域

本发明涉及分布式电源并网研究技术领域，尤其是涉及并网控制方法及系统。

背景技术

随着能源问题的日益加剧，传统的化石能源已经无法满足人类可持续发展的要求，全球范围内能源危机和环境问题的日益突出。风光等可再生能源得到了快速发展，分布式发电技术得到越来越多的关注，作为分布式电源与电网的纽带，并网逆变器的功能被深入挖掘并肯定了其有益的作用。

同步逆变器以其有助于清洁能源融合电网、改善现有并网技术、规避电网安全隐患的特性成为目前的研究热点。同步逆变器的运行机理在于模拟同步发电机的运行特性，使得电力电子变换器具有与传统同步发电机相似的外部特性。然而，一方面，同步逆变器中所具有的转动惯量要远小于传统同步机发电机；另一方面，传统电力电子器件相对于传统同步发电机而言，过载能力有限。因此，同步逆变器对并网点电网频率波动的抵御能力有限，当并网点频率的变化较大时，同步逆变器很容易由于虚拟角频率的大幅度变化而停止工作。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供并网控制方法及系统，提高同步逆变器在并网运行过程抵御电网侧频率波动的能力，增加暂态稳定性。

第一方面，本发明实施例提供了一种并网控制方法，其中，包括：

根据同步电机的机电暂态方程，建立同步逆变器的虚拟转子模型，其中，所述虚拟转子模型包括并网点电网频率；

在所述并网点电网频率发生变化的情况下，根据所述虚拟转子模型得到虚拟角频率的调节函数；

根据所述调节函数得到自然振荡角频率和阻尼比；

对所述自然振荡角频率和阻尼比进行分析，得到所述同步逆变器的控制策略；

根据所述虚拟转子模型和所述控制策略，对所述虚拟角频率进行波动控制；

其中，所述控制策略包括虚拟惯性时间常数和阻尼系数，所述根据所述虚拟转子模型和所述控制策略，对所述虚拟角频率进行波动控制包括：

根据所述虚拟转子模型确定所述虚拟角频率的速度阶段，其中，所述速度阶段包括加速阶段和减速阶段；

在所述加速阶段，通过增大所述虚拟惯性时间常数对所述虚拟角频率的变化率进行抑制；

在所述减速阶段，通过减小所述虚拟惯性时间常数对所述虚拟角频率的变化率进行加速控制，以及通过增大所述阻尼系数对所述虚拟角频率的偏移值进行加速控制；

其中，所述虚拟转子模型包括虚拟角频率的所述变化率和所述偏移值，所述根据所述虚拟转子模型确定所述虚拟角频率的速度阶段包括：

判断所述变化率和所述偏移值是否同号；

如果是，则确定所述虚拟角频率为所述加速阶段；

如果不是，则确定所述虚拟角频率为所述减速阶段。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述根据同步电机的机电暂态方程，建立同步逆变器的虚拟转子模型包括：

所述虚拟转子模型如下式所示：