[发明专利]一种根据虚拟阻尼类型微网储能配置方法

权利要求书

1.一种根据虚拟阻尼类型微网储能配置方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)建立储能微网并网逆变器虚拟同步机VSG转子机械方程和无功-电压调节方程；

2)根据有功-频率下垂控制建立虚拟调速器，并将虚拟调速器引入步骤1)转子机械控制环节内；

3)联立步骤1)VSG转子机械方程和步骤2)虚拟调速器，得到有功-频率变化量方程；

4)根据步骤3)有功-频率变化量方程得到VSG稳态一次频率下垂方程；

5)建立步骤2)虚拟调速器对应小信号模型；

6)参考步骤3)有功-频率变化量方程，根据步骤5)虚拟调速器对应小信号模型，得到储能出力变化量与频率变化量之间的传递函数；

7)求解步骤6)储能出力变化量与频率变化量之间的传递函数中频率变化量方程，根据求解特征根不同，将储能微网并网逆变器VSG一次调频过程中有功功率响应分为：欠阻尼、临界阻尼、过阻尼；

8)当储能微网并网逆变器VSG一次调频过程中有功功率响应为步骤7)中的欠阻尼模型，建立储能单元出力时域表达式；

9)对步骤8)欠阻尼模型下储能单元出力时域表达式求导数，求解导数为0处，得出欠阻尼状态下，储能单元最大输出功率；对欠阻尼模型下储能单元出力时域表达式求积分，得出欠阻尼状态下，储能单元需配置能量；

10)当储能微网并网逆变器VSG一次调频过程中有功功率响应为步骤7)中的临界阻尼模型，建立储能单元出力时域表达式；

11)对步骤10)临界阻尼模型下储能单元出力时域表达式求导数，求解导数为0处，对应时间，得出临界阻尼状态下，储能单元最大输出功率；对临界阻尼模型下储能单元出力时域表达式求积分，得出临界阻尼状态下，储能单元需配置能量；

12)当储能微网并网逆变器VSG一次调频过程中有功功率响应为步骤7)中的过阻尼模型，建立储能单元出力时域表达式；

13)对步骤12)过阻尼模型下储能单元出力时域表达式求导数，求解导数为0处，对应时间，得出过阻尼状态下，储能单元最大输出功率；对过阻尼模型下储能单元出力时域表达式求积分，得出过阻尼状态下，储能单元需配置能量。

2.根据权利要求1所述的一种根据虚拟阻尼类型微网储能配置方法，其特征在于，步骤1)的具体实现方法为：建立储能微网并网逆变器VSG转子机械方程：

其中：J为虚拟转动惯量；T_m、T_e、T_d分别为VSG机械转矩、电磁转矩、阻尼转矩；D为阻尼系数；ω_g为网侧实际角频率；P_ref为有功功率参考值；P_e有功功率实际输出值；储能微网并网逆变器VSG控制同样具有励磁调节惯性，无功-电压调节表达式为：

其中：U₀为额定电压有效值；Δu为虚拟内电势与额定电压偏差；K_u为无功积分调节系数；Q_e为无功功率实际输出值；Q_ref为无功功率参考值。

3.根据权利要求2所述的一种根据虚拟阻尼类型微网储能配置方法，其特征在于，步骤2)的具体实现方法为：根据有功-频率下垂控制建立虚拟调速器：P_e＝P_ref+K_ω(ω-ω_g)；

其中：K_ω为有功调节系数，并将虚拟调速器引入步骤1)转子机械控制环节内。

4.根据权利要求3所述的一种根据虚拟阻尼类型微网储能配置方法，其特征在于，步骤3)的具体实现方法为：联立步骤1)VSG转子机械方程和步骤2)虚拟调速器，得到有功-频率变化量方程：

其中：Δω＝ω-ω_g；ΔP＝P_ref-P_e；s为微分算子。

5.根据权利要求4所述的一种根据虚拟阻尼类型微网储能配置方法，其特征在于，步骤4)的具体实现方法为：根据步骤3)有功-频率变化量方程得到VSG稳态一次频率下垂方程：