[发明专利]一种基于VSG的微电网暂态自适应参数控制策略

说明书

本发明公开了一种基于VSG的微电网暂态自适应参数控制策略，属于微电网频率控制领域。本发明包括：构建基于VSG的微电网系统动态模型；对系统模型的虚拟惯性转矩和虚拟阻尼因子进行自适应控制；对系统能量函数进行稳定性评估；确定算例及必要特征，采用matlab/simulink软件对算例进行仿真分析。本发明方法通过对频率振荡过程进行分析，建立系统惯量和系统频率偏移量之间的动态关系，并根据频率变化来实时改变虚拟惯性因子，从而有效地抑制频率振荡，使得系统能更好应对暂态扰动，提供系统频率稳定性。

技术领域

本发明涉及微电网频率控制领域，尤其是构建了系统频率和系统虚拟惯性以及虚拟阻尼之间的关系，提出一种暂态自适应参数控制策略，可解决系统因功率波动而导致的频率振荡问题。

背景技术

分布式发电(Distributed Generation，DG)主要分为可再生能源发电、不可再生能源发电和储能技术发电。可再生能源发电包括小型水力发电(10kW～ 100MW)、风力发电、光伏发电、地热发电等，不可再生能源发电包括微型燃气轮机发电和燃料电池发电，储能技术包括超级电容和飞轮储能技术。

近几年随着分布式电源渗透率的不断增加，使得大量的绿色能源整合到电网当中，这无疑减缓了全球的能源危机问题。但由于可再生资源具有固有的间歇性、可变性以及不确定性,以及分布式电源大量接入而导致的电网惯性降低等这些问题，都会使得电网在遭受干扰或突然变化时系统稳定性下降，并且反过来也会严重阻碍大规模DG连接到电网。所以为了更好的将绿色能源引入到微电网当中，Visscher K教授在“SmartGrids forDistribution”大会上提出虚拟同步机的概念，能够使得逆变器具有惯性特性。随后J.Driesen教授和钟庆昌教授又相继提出“Virtual synchronous generators”和“Synchronverters”的概念。虽然三者名称不同，但是控制机理大致相同。虚拟同步发电机(Virtual Synchronous Generator,简称VSG)控制策略一方面即具有电力电子装置的快速响应和高可控性，另一方面它又通过引入转子方程来模拟同步发电机的性能，不仅能为系统提供阻尼和虚拟惯性，还大大提高了系统稳定性。但是系统在遭受到干扰或突然变化时，基于VSG的发电机组的暂态容量要远小于真正的同步发电机，可能导致系统因频率的快速振荡而停止工作，给系统造成巨大的损失。