[发明专利]一种光伏电站的虚拟同步发电机自适应控制方法及装置

说明书

本申请实施例公开一种光伏电站的虚拟同步发电机(VSG)自适应控制方法及装置，获取虚拟同步发电机的稳定运行点输出频率，获取与稳定运行点输出频率相对应的稳定运行点虚拟惯量，获取与稳定运行点输出频率相对应的自适应控制系数，采集虚拟同步发电机的实际输出频率，对稳定运行点输出频率、稳定运行点虚拟惯量、自适应控制系数以及实际输出频率进行自适应控制处理，获得实际虚拟惯量，根据实际输出频率，对实际虚拟惯量进行自适应调节；通过对实际虚拟惯量进行自适应调节，实现了对实际输出频率的调节，当实际输出频率发生变化产生较大波动时，可以通过调节实际虚拟惯量来减小实际输出频率产生的波动，提高了VSG控制系统的稳定性。

技术领域

本申请涉及虚拟同步发电机控制技术领域，尤其涉及一种光伏电站的虚拟同步发电机自适应控制方法及装置。

背景技术

光伏电站是可再生能源在电网中的重要应用，具有运行灵活、绿色环保、经济等突出优点。近年来，我国建造的大型并网光伏电站数量迅速增加，规模急速扩大，光伏电站装机容量的逐步増大使得光伏电站与电网的联系更紧密，两者相互影响程度加深。由于光伏电站发电单元的特性，其并网通常采用逆变型接口，随着可再生能源发电的不断发展，逆变型接口已成为光伏能源发电并网的主要形式。

由于电力电子装置响应速度快、输出阻抗小，转动惯量低，使得依托于逆变装置的光伏电站稳定性不足。考虑到传统同步发电机的运行特性，国外学者提出了虚拟同步发电机(virtual synchronous generator，VSG)的概念，通过模拟同步发电机惯性特性，在逆变型电源控制策略中加入虚拟惯量控制环节，提高逆变型电源参与配电网稳定调节能力。VSG的提出使得逆变型电源变为友好型并网电源，为电网中高渗透可再生能源的友好接入提供了一种新的控制方式。

VSG控制系统通过虚拟惯量与阻尼控制器减小了频率波动，通过无功无差调节抑制了电压偏差，改善了系统的稳定性，优化了逆变型电源动态响应。VSG控制系统通过引入虚拟惯量及阻尼系数使光伏并网逆变器模拟同步发电机的运行特性，理论上对电网的频率稳定性有积极的影响，但光伏虚拟同步发电机与传统同步发电机不能简单等同，光伏电站除自身发电单元输出波动之外，实际运行时所接入的上级电网扰动更为频繁，因此，VSG控制系统存在着频率波动较大的问题，随着可再生能源渗透率的不断提高，VSG控制系统频率波动较大的问题更加凸显。

发明内容

本申请的目的在于提供一种光伏电站的虚拟同步发电机自适应控制方法及装置，以解决现有VSG控制系统存在的频率波动较大的问题。

第一方面，本申请提供一种光伏电站的虚拟同步发电机自适应控制方法，其特征在于，所述方法包括：

获取虚拟同步发电机的稳定运行点输出频率；

获取与所述稳定运行点输出频率相对应的稳定运行点虚拟惯量；

获取与所述稳定运行点输出频率相对应的自适应控制系数；

采集虚拟同步发电机的实际输出频率；

对所述稳定运行点输出频率、所述稳定运行点虚拟惯量、所述自适应控制系数以及所述实际输出频率进行自适应控制处理，获得实际虚拟惯量；

根据所述实际输出频率，对所述实际虚拟惯量进行自适应调节。

可选的，所述实际虚拟惯量具体为：其中，H为实际虚拟惯量，H₀为稳定运行点虚拟惯量，k_a为自适应控制系数，ω为实际输出频率，ω_ref为稳定运行点输出频率。

可选的，获取与所述稳定运行点输出频率相对应的稳定运行点虚拟惯量，包括：

获取直流电压源测的储能系统容量；

获取与所述储能系统容量相对应的直流电压源测的储能系统荷电状态；