[发明专利]一种基于转动惯量的自同步电压源自适应控制方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于转动惯量的自同步电压源自适应控制方法及系统，属于自同步电压源并网控制技术领域。本发明方法，包括：根据自同步电压源虚拟同步机的频率控制特点，确定自同步电压源的有功功率闭环传递函数；根据无阻尼自然振荡角频率、阻尼比、以及允许误差范围内的调节时间和超调量，确定无阻尼自然振荡角频率与阻尼比的特性关系；根据特性关系建立转动惯量的函数；根据转动惯量的函数，确定转动惯量自适应控制函数；通过转动惯量自适应控制函数，确定自适应控制策略，根据自适应控制策略，进行自同步电压源的自适应控制。本发明使得使自同步电压源并网装置在给定功率变化时有更快的响应速度，可获得更好的系统动态性能。

技术领域

本发明涉及自同步电压源并网控制技术领域，并且更具体地，涉及一种基于转动惯量的自同步电压源自适应控制方法及系统。

背景技术

随着分布式电源在电力系统的渗透率不断提升，传统的同步发电机装置比例逐渐降低，电力系统的旋转备用容量及转动惯量相对减少。

由于一次能源具有间歇性及不可控性，且常规的并网发电控制较多采用电力电子并网逆变器模式，即将新能源发出的电量最大限度馈入电网，该模式并未体现常规电力系统固有的惯性及调频调压控制特性，这使得电网稳定性问题越发严峻。

在常规的电力系统中，系统频率、电压的动态特性与发电机转动惯量及系统的调频调压控制有关，然而分布式电源还不能有效地参与电网的调节。

发明内容

针对上述问题，本发明提出了一种基于转动惯量的自同步电压源自适应控制方法，包括：

根据自同步电压源虚拟同步机的频率控制特点，确定自同步电压源的有功功率闭环传递函数，根据所述有功功率闭环传递函数，确定自同步电压源的无阻尼自然振荡角频率、阻尼比、以及允许误差范围内的调节时间和超调量；

根据无阻尼自然振荡角频率、阻尼比、以及允许误差范围内的调节时间和超调量，确定无阻尼自然振荡角频率与阻尼比的特性关系；

根据特性关系建立转动惯量的函数；

根据转动惯量的函数，确定转动惯量自适应控制函数；

通过转动惯量自适应控制函数，确定自适应控制策略，根据自适应控制策略，进行自同步电压源的自适应控制。

可选的，阻尼比的取值范围为0-1。

可选的，自同步电压源的频率变化量大于预设值时，转动惯量的函数为关于频率变化量|f-50|的函数。

可选的，自适应控制策略，具体为：

自同步电压源投入或切出微网时转动惯量取较小值，且满足功率不振荡要求；

当频率偏移超过设定值时将自同步电压源切换至转动惯量自适应控制；

当转动惯量变大，频率变化速率降低且过零，切换至虚拟同步机控制频率恢复至额定值。

可选的，转动惯量自适应控制为集中式控制，按照自同步电压源的容量比，将转动惯量调节量分配至每台自同步电压源。

本发明还提出了一种基于转动惯量的自同步电压源自适应控制系统，包括：

参数确定模块，根据自同步电压源虚拟同步机的频率控制特点，确定自同步电压源的有功功率闭环传递函数，根据所述有功功率闭环传递函数，确定自同步电压源的无阻尼自然振荡角频率、阻尼比、以及允许误差范围内的调节时间和超调量；

参数关系确定模块，根据无阻尼自然振荡角频率、阻尼比、以及允许误差范围内的调节时间和超调量，确定无阻尼自然振荡角频率与阻尼比的特性关系；