[发明专利]一种虚拟同步发电机的风光储能量交换控制方法及系统

说明书

一种虚拟同步发电机的风光储能量交换控制方法及系统，包括：根据电网调度需求和分布式系统的功率输出确定偏差功率；基于能量交换机的控制策略补充所述偏差功率；其中所述能量交换机的控制策略包括：分布式系统和集中储能系统控制策略。本发明提出的技术方案实用性强，可用于不同分布式能源组合的微网系统中，提高电力系统运行的稳定性，实现对大电网的有功支撑。

技术领域

本发明属于分布式发电并网技术领域，具体涉及一种虚拟同步发电机的风光储能量交换控制方法及系统。

背景技术

目前，全球范围内的能源危机不断的加剧，气候变暖问题日益突出，在此背景下，包含分布式能源的发电技术得到了快速发展，这些能源形式采用单独供电或组成微网群形式来满足负荷及电网调度需求。但同时，分布式发电系统中含较多并网逆变装置，给配电网安全稳定运行带来了很大挑战。以微网系统中考虑分布式能源的随机性、间歇性、可调度性低问题，当其通过逆变器并入整个微网系统，电压或频率会存在较大的波动。又考虑分布式能源的并网逆变器和同步发电机的外特性相同，借鉴同步发电机的电磁和机械方程来对并网逆变器控制，使得分布式发电系统由原来电网的被动调控转为主动的功率调节，“虚拟同步发电机”技术就应运而生，虚拟同步发电机是基于大电网中的同步发电机具有优良的惯性和阻尼特性，并能够参与电网电压和频率的调节，具有对电网天然友好的优势。基于这一思想，在传统并网逆变器的直流侧引入适量的储能单元，并在逆变器的控制中集成传统同步发电机模型，就引出了虚拟同步发电机技术。但如何实现分布式能源与储能装置的能量交换控制，使得分布式能源能够满足整个微网系统的稳定可靠运行，是本领域待解决的技术问题。

发明内容

为了解决现有技术中所存在的上述不足，本发明提供一种虚拟同步发电机的风光储能量交换控制方法及系统。

本发明提供的技术方案是：

一种虚拟同步发电机的风光储能量交换控制方法，包括：

根据电网调度需求和分布式系统的功率输出确定偏差功率；

基于能量交换机的控制策略补充所述偏差功率；

其中所述能量交换机的控制策略包括：分布式系统和集中储能系统控制策略。

优选的，所述偏差功率的计算如下式：

式中，ΔP_{p_i}为偏差功率，是电网需求参考值与实际功率输出的偏差，P₀为电网调度需求参考值；P_{j_i}为虚拟同步发电机机械功率；P_load为微网系统本地负荷；i为虚拟同步发电机个数。

优选的，所述基于能量交换机的控制策略补充所述偏差功率；包括：

能量交换机基于分布式发电系统的工作状态，选择集中式储能系统供电或分布分层调控策略来补充电网需求功率；

当所述分布式发电系统处于最大功率输出时，能量交换机选择集中储能系统进行调度；

否则，能量交换机选择由分布式系统或分布式系统加与分布式系统并联的储能系统相结合进行调度。

优选的，所述当所述分布式发电系统处于最大功率输出时，能量交换机选择集中储能系统进行调度，包括：

能量交换机按下式进行功率分配：

式中，ΔP_{p_i}为偏差功率，是电网需求参考值与实际功率输出的偏差；P_{str_i}为储能系统功率输出；n为储能系统个数；f_{x_i}为调用储能系统的条件函数。

优选的，所述能量交换机选择由分布式系统或分布式系统加与分布式系统并联的储能系统相结合进行调度，包括：