[发明专利]基于光储独立并网的虚拟同步发电控制方法

权利要求书

1.一种基于光储独立并网的虚拟同步发电控制方法，包括如下步骤：

S1.获取光伏发电系统与储能系统的并联端口的输出电压和输出电流，计算并联端口的输出有功功率和无功功率；

S2.以光伏发电系统与储能系统的并联端口的输出有功功率计算虚拟同步发电机的输出角频率；具体为采用如下算式计算虚拟同步发电机的输出角频率：

P_ref/ω₀-P_e/ω₀-D_p(ω-ω₀)＝Jsω

式中P_ref为虚拟同步发电机有功功率指令，并包括能量管理或上层调度系统的功率指令P_C和通过低通滤波处理后的光伏阵列输出有功功率；P_e为并联端口的输出有功功率，J为旋转惯量，D_p为有功功率阻尼系数，ω为虚拟同步发电机输出角频率，ω₀为额定角频率；

S3.以光伏发电系统与储能系统的并联端口的输出无功功率计算虚拟同步发电机的输出电势；具体为采用如下算式计算虚拟同步发电机的输出电势：

Q_ref-Q_e+D_q(E_refm-E_am)＝KsE

式中Q_ref为虚拟同步发电机无功功率指令，为能量管理或上层调度系统的无功功率指令；Q_e为并联端口的输出无功功率；K为电压激励系数，D_q为无功功率阻尼系数，E为虚拟同步机的输出电势，E_am为并联端口的输出电压幅值，E_refm为并联端口的额定电压幅值；

S4.根据步骤S2得到的虚拟同步发电机的输出角频率和步骤S3得到的虚拟同步发电机的输出电势，计算得到虚拟同步发电机在三相静止坐标系下的电压合成指令，并通过高频PWM调制得到储能逆变器的控制量；

S5.通过最大功率跟踪控制获取光伏逆变器的直流母线电压指令值，并计算光伏逆变器的dq轴分量指令信号；具体为采用如下算式计算dq轴分量指令信号i_dref和i_qref：

i_dref＝(k_p+k_i/s)(U_dc-U_dcref)

i_qref＝Q_PV/1.5E_am

式中k_p和k_i分别为PI控制器的比例系数和积分系数，Q_PV为光伏逆变器的无功功率指令，E_am为并联端口的输出电压幅值，U_dc为光伏逆变器的直流母线电压值，U_dcref为光伏逆变器的直流母线电压指令值；

采用如下算式计算光伏逆变器的无功功率指令Q_PV：

Q_PV＝λ·[Q_ref+D_q(E_refm-E_am)]

式中λ为光伏逆变器的无功功率指令调节系数且取值范围为[0,1]；Q_ref为虚拟同步发电机无功功率指令；D_q为无功功率阻尼系数；E_am为并联端口的输出电压幅值；E_refm为并联端口的额定电压幅值；

S6.计算得到三相静止坐标下的输出信号，并通过高频PWM调制得到光伏逆变器的控制量；具体为通过同步旋转坐标系下的电流PI控制及逆变换矩阵计算得到三相静止坐标下的输出信号。