[發(fā)明專利]并網(wǎng)控制方法及系統(tǒng)有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201710636331.8 | 申請日： | 2017-07-28 |
| 公開（公告）號： | CN107370181B | 公開（公告）日： | 2020-04-07 |
| 發(fā)明（設計）人： | 劉其輝;張怡冰 | 申請（專利權）人： | 華北電力大學 |
| 主分類號： | H02J3/38 | 分類號： | H02J3/38 |
| 代理公司： | 北京超凡志成知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 11371 | 代理人： | 呂靜 |
| 地址： | 102206 北*** | 國省代碼： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 并網(wǎng) 控制 方法 系統(tǒng) | ||
1.一種并網(wǎng)控制方法，其特征在于，包括：
根據(jù)同步電機的機電暫態(tài)方程，建立同步逆變器的虛擬轉(zhuǎn)子模型，其中，所述虛擬轉(zhuǎn)子模型包括并網(wǎng)點電網(wǎng)頻率；
在所述并網(wǎng)點電網(wǎng)頻率發(fā)生變化的情況下，根據(jù)所述虛擬轉(zhuǎn)子模型得到虛擬角頻率的調(diào)節(jié)函數(shù)；
根據(jù)所述調(diào)節(jié)函數(shù)得到自然振蕩角頻率和阻尼比；
對所述自然振蕩角頻率和阻尼比進行分析，得到所述同步逆變器的控制策略；
根據(jù)所述虛擬轉(zhuǎn)子模型和所述控制策略，對所述虛擬角頻率進行波動控制；
所述控制策略包括虛擬慣性時間常數(shù)和阻尼系數(shù)，所述根據(jù)所述虛擬轉(zhuǎn)子模型和所述控制策略，對所述虛擬角頻率進行波動控制包括：
根據(jù)所述虛擬轉(zhuǎn)子模型確定所述虛擬角頻率的速度階段，其中，所述速度階段包括加速階段和減速階段；
在所述加速階段，通過增大所述虛擬慣性時間常數(shù)對所述虛擬角頻率的變化率進行抑制；
在所述減速階段，通過減小所述虛擬慣性時間常數(shù)對所述虛擬角頻率的變化率進行加速控制，以及通過增大所述阻尼系數(shù)對所述虛擬角頻率的偏移值進行加速控制；
所述虛擬轉(zhuǎn)子模型包括虛擬角頻率的所述變化率和所述偏移值，所述根據(jù)所述虛擬轉(zhuǎn)子模型確定所述虛擬角頻率的速度階段包括：
判斷所述變化率和所述偏移值是否同號；
如果是，則確定所述虛擬角頻率為所述加速階段；
如果不是，則確定所述虛擬角頻率為所述減速階段。
2.根據(jù)權利要求1所述的并網(wǎng)控制方法，其特征在于，所述根據(jù)同步電機的機電暫態(tài)方程，建立同步逆變器的虛擬轉(zhuǎn)子模型包括：
所述虛擬轉(zhuǎn)子模型如下式所示：
其中，ω0為并網(wǎng)點電網(wǎng)角頻率，ω為所述虛擬角頻率，Δω為偏移值，J為虛擬慣性時間常數(shù)，D為阻尼系數(shù)，Te為電磁轉(zhuǎn)矩，Tm為機械轉(zhuǎn)矩。
3.根據(jù)權利要求1所述的并網(wǎng)控制方法，其特征在于，所述在所述并網(wǎng)點電網(wǎng)頻率發(fā)生變化的情況下，根據(jù)所述虛擬轉(zhuǎn)子模型得到虛擬角頻率的調(diào)節(jié)函數(shù)包括：
根據(jù)下式計算所述調(diào)節(jié)函數(shù)：
其中，G(s)為所述調(diào)節(jié)函數(shù)，ω(s)為拉氏變換下的所述虛擬角頻率，ω0(s)為拉氏變換下的并網(wǎng)點電網(wǎng)角頻率，K為常數(shù)，s為頻率，J為虛擬慣性時間常數(shù)，D為阻尼系數(shù)。
4.根據(jù)權利要求1所述的并網(wǎng)控制方法，其特征在于，所述根據(jù)所述調(diào)節(jié)函數(shù)得到自然振蕩角頻率和阻尼比包括：
根據(jù)下式計算所述自然振蕩角頻率和所述阻尼比：
其中，ωn為所述自然振蕩角頻率，ξ為所述阻尼比，ω0為并網(wǎng)點電網(wǎng)角頻率，K為常數(shù)，J為虛擬慣性時間常數(shù)，D為阻尼系數(shù)。
5.根據(jù)權利要求1所述的并網(wǎng)控制方法，其特征在于，所述在所述加速階段，通過增大所述虛擬慣性時間常數(shù)對所述虛擬角頻率的變化率進行抑制包括：
根據(jù)下式計算所述虛擬慣性時間常數(shù)：
其中，K1為常數(shù)，J0為預設虛擬慣性時間常數(shù)，J為所述虛擬慣性時間常數(shù)，為所述變化率。
6.根據(jù)權利要求1所述的并網(wǎng)控制方法，其特征在于，所述在所述減速階段，通過減小所述虛擬慣性時間常數(shù)對所述虛擬角頻率的變化率進行加速控制，以及通過增大所述阻尼系數(shù)對所述虛擬角頻率的偏移值進行加速控制包括：
根據(jù)下式計算所述虛擬慣性時間常數(shù)：
以及，根據(jù)下式計算所述阻尼系數(shù)：
其中，K1、K2均為常數(shù)，J0為預設虛擬慣性時間常數(shù)，D0為預設阻尼系數(shù)，J為所述虛擬慣性時間常數(shù)，D為所述阻尼系數(shù)，為所述變化率。
7.一種并網(wǎng)控制系統(tǒng)，其特征在于，包括：
建立模型單元，用于根據(jù)同步電機的機電暫態(tài)方程，建立同步逆變器的虛擬轉(zhuǎn)子模型，其中，所述虛擬轉(zhuǎn)子模型包括并網(wǎng)點電網(wǎng)頻率；
調(diào)節(jié)過程單元，用于在所述并網(wǎng)點電網(wǎng)頻率發(fā)生變化的情況下，根據(jù)所述虛擬轉(zhuǎn)子模型得到虛擬角頻率的調(diào)節(jié)函數(shù)；
阻尼計算單元，用于根據(jù)所述調(diào)節(jié)函數(shù)得到自然振蕩角頻率和阻尼比；
分析單元，用于對所述自然振蕩角頻率和阻尼比進行分析，得到所述同步逆變器的控制策略；
波動控制單元，用于根據(jù)所述虛擬轉(zhuǎn)子模型和所述控制策略，對所述虛擬角頻率進行波動控制；
所述控制策略包括虛擬慣性時間常數(shù)和阻尼系數(shù)，所述波動控制單元包括：
根據(jù)所述虛擬轉(zhuǎn)子模型確定所述虛擬角頻率的速度階段，其中，所述速度階段包括加速階段和減速階段；
在所述加速階段，通過增大所述虛擬慣性時間常數(shù)對所述虛擬角頻率的變化率進行抑制；
在所述減速階段，通過減小所述虛擬慣性時間常數(shù)對所述虛擬角頻率的變化率進行加速控制，以及通過增大所述阻尼系數(shù)對所述虛擬角頻率的偏移值進行加速控制；
判斷所述變化率和所述偏移值是否同號；
如果是，則確定所述虛擬角頻率為所述加速階段；
如果不是，則確定所述虛擬角頻率為所述減速階段。
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