[发明专利]一种基于自适应动态规划优化虚拟同步机光伏并网逆变器的控制方法

说明书

本发明提供了一种基于自适应动态规划优化虚拟同步机光伏并网逆变器的控制方法，包括以下步骤：步骤1，采集逆变器的输出电压、输出电流，计算出逆变器的输出有功功率和无功功率；步骤2，整定VSG内部的参数；步骤3，将计算得到的有功功率和无功功率输入到虚拟同步机中；步骤4，建立虚拟同步机的非线性模型；步骤5，当刚刚启动系统和给定视在功率突变时，将基于虚拟同步机的并网光伏逆变器功率ADP策略的仿真结果与虚拟同步机控制策略的仿真结果作对比，分析控制策略的结果，本发明减少了系统的振荡，加快了功角和输出电压的响应速度，改善了频率的振荡，在功率指令发生变化时，该方法也能够有效的改善系统的动态性能，提高了系统的安全可靠性。

技术领域

本发明涉及光伏发电技术领域，具体为一种基于自适应动态规划优化虚拟同步机光伏并网逆变器的控制方法。

背景技术

随着可再生能源问题的日益严重，传统的化石能源无法满足人们的日常需求，传统能源的开发正变得越来越困难。易于开采的煤矿和石油领域不断减少。许多能源只有几十年的储量。同时，这些能源在使用时会产生二氧化碳排放，这不仅会导致气候变暖，而且还很难避免灰尘和酸雨等污染。因此人们将注意力转向新的，可再生的清洁能源。全球对能源的需求不断增长，同时必须比传统发电技术产生的能源更清洁。目前，微电网中的分布式发电(DG)主要包括光伏电池，风力涡轮机，水力发电等。

随着新能源的增加，大量的可再生能源通过并网逆变器组成分布式电源接入电网，然而，这些电子设备中的大多数都是由数字电路控制的。瞬态响应速度快，没有惯性。它不参与电网的调频和电压调节。不能为电网提供电力支持，难以满足电网的要求。电网的安全性带来了严峻的挑战。因此，需要并网运行的分布式逆变器不仅可以为电网提供能量，而且还具有一定的电压幅度和频率支持能力。因此，有关学者提出了下垂控制方案，在微电网应用中，下垂控制分别通过P/f下垂控制和Q/V下垂控制获得稳定的频率和电压，并且已经表明下垂系数和辅助下垂控制环的优化有助于提高系统稳定性。但是，具有下垂控制的DG仍然没有对电力系统的惯性支持。为了模拟同步发电机的阻尼和惯性，提出了一种称为虚拟同步发电机的新方法。为了模拟同步发电机的阻尼和惯性环节，虚拟同步发电机(VSG)技术应运而生，VSG控制策略最先由欧洲VSYNC工程提出了虚拟同步机技术。

现有的基于自适应动态规划优化虚拟同步机光伏并网逆变器的控制方法存在以下缺陷：没有改善系统振荡的设计，导致系统的振荡大，稳定性较差；在系统刚启动的时候和给定视在功率发生变化时，功角和输出电压的响应速度较慢，其输出的频率振荡不能够得到有效的缓解；不能有效地改善系统的动态响应性能，安全可靠性较低。

如何设计一种基于自适应动态规划优化虚拟同步机光伏并网逆变器的控制方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于自适应动态规划优化虚拟同步机光伏并网逆变器的控制方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于自适应动态规划优化虚拟同步机光伏并网逆变器的控制方法，包括以下通用步骤和特定步骤：

所述通用步骤为：

步骤1，采集逆变器的输出电压、输出电流，计算出逆变器的输出有功功率和无功功率；

步骤2，通过给定有功功率到输出有功功率的二阶系统方程，整定VSG内部的参数；

步骤3，将计算得到的有功功率和无功功率输入到虚拟同步机中，通过给定有功-频率和无功-电压方程得到逆变器的输出频率与输出电压；

所述特定步骤为：

步骤4，建立虚拟同步机的非线性模型，通过线性化，以功角和频率误差作为状态变量，逆变器输出电压作为控制变量，设定一个性能指标函数，通过自适应动态规划算法，得到最优的控制算法；