一种基于新型虚拟同步发电机的逆变器控制方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于新型虚拟同步发电机的逆变器控制方法及系统，该控制方法具体包括：针对光伏发电系统判断是否处于系统稳定状态，若系统稳定状态判断为否则继续判断系统中不稳定的部分具体为有功功率或无功功率，若系统中不稳定的部分判定为无功功率部分，则通过配套有微型电机算法的微型电机介入控制系统整体稳定性并进一步判断系统负荷是否增加，若系统负荷判断为增加，则通过所述微型电机转速下降以释放针对系统的补充无功功率，若系统负荷判断为不增加，则通过所述微型电机转速上升以吸收针对系统的多余无功功率，该系统包括电压源逆变器、储能装置、电源管理装置和微型电机。与现有技术相比，本发明专利技术具有调节灵活，成本低廉等优点。

Inverter Control Method and System Based on New Virtual Synchronous Generator

【技术实现步骤摘要】
一种基于新型虚拟同步发电机的逆变器控制方法及系统
本专利技术涉及光伏发电并网稳定性
，尤其是涉及一种基于新型虚拟同步发电机的逆变器控制方法及系统。
技术介绍
太阳能光伏并网发电技术是目前全球最热门的研究领域之一。光伏发电方式和传统火力发电方式存在着很大的不同，太阳能光伏发电具有间歇性、随机性、可调度性低的特点，而传统火力发电凭借同步发电机的内外特性，可以保证发电的持续性和稳定性。光伏发电系统过分依赖于外界环境，例如光照强度和环境温度以及地理位置，浙西因素都会导致光伏发电系统功率输出的波动性。另外，光伏发电是基于电力电子接口接入电网，不具备火力发电同步发电机的转动惯量和阻尼特性。光伏发电通过逆变器接入微电网。当使用新型虚拟同步发电机可以在具有能量存储系统的光伏-电机混合微电网中提供动态频率支持。由于缺乏足够的旋转机器，光伏波动可能在微电网中引起不可接受的频率偏移。虚拟同步发电机需要控制逆变器以注入功率来模拟虚拟惯性和虚拟阻尼。虚拟惯性降低了最大频率偏差和频率变化率，但是为了提高虚拟惯性，系统更加振荡。同时，提高虚拟阻尼会降低频率振荡的幅度，但是他们提供的动态频率会滞后。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于新型虚拟同步发电机的逆变器控制方法及系统。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种基于新型虚拟同步发电机的逆变器控制方法，该控制方法具体包括：针对光伏发电系统判断是否处于系统稳定状态，若系统稳定状态判断为否则继续判断系统中不稳定的部分具体为有功功率或无功功率，若系统中不稳定的部分判定为无功功率部分，则通过配套有微型电机算法的微型电机介入控制系统整体稳定性并进一步判断系统负荷是否增加，若系统负荷判断为增加，则通过所述微型电机转速下降以释放针对系统的补充无功功率，若系统负荷判断为不增加，则通过所述微型电机转速上升以吸收针对系统的多余无功功率。进一步地，该控制方法还包括系统稳定状态判断为是时，光伏发电系统配套的控制系统不工作。进一步地，该控制方法还包括系统中不稳定的部分判定为有功功率部分时，通过普通VSG控制算法介入控制系统整体稳定性。本专利技术还提供一种采用所述基于新型虚拟同步发电机的逆变器控制方法的控制系统，该控制系统包括多个电压源逆变器、储能装置和微型电机，每个所述电压源逆变器的输出端分别连接电源管理装置，其输入端分别与电网连接，所述储能装置通过三相连接的方式接入电网中，所述微型电机通过与所述储能装置并联连接的方式接入电网中。优选地，每个所述电压源逆变器的输出端还分别连接有三相电阻和电感，所述三相电阻和所述电感均与微电网相连接。优选地，所述储能装置由速度控制器和储能模型组成，所述储能模型包括相互连接的微型电机和转速控制器。优选地，所述速度控制器采用比例积分控制器控制。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：(1)控制精确，本专利技术根据同步发电机在火力发电中的内外特性，采用同步发电机二阶经典模型，将改进型的同步发电机算法加入到逆变器控制中，创新性的利用微型电机配合光伏发电中的逆变器算法控制有功功率及无功电压的稳定，控制效果好。(2)适用范围广，本专利技术中通过电机控制算法驱动微型电机辅助虚拟同步发电机控制算法调节有功功率和无功电压的稳定性，能够有效降低系统振荡并保证虚拟惯性。附图说明图1为本专利技术的方法流程示意图；图2为本专利技术的系统架构示意图；图3为本专利技术的储能装置的架构示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本专利技术保护的范围。实施例如图1所示为本专利技术技术方案对应的实施例的控制方法流程示意图，该控制方法具体包括：针对光伏发电系统判断是否处于系统稳定状态，系统稳定状态判断为是时，光伏发电系统配套的控制系统不工作，若系统稳定状态判断为否则继续判断系统中不稳定的部分具体为有功功率或无功功率，系统中不稳定的部分判定为有功功率部分时，通过普通VSG控制算法介入控制系统整体稳定性，若系统中不稳定的部分判定为无功功率部分，则通过配套有微型电机算法的微型电机介入控制系统整体稳定性并进一步判断系统负荷是否增加，若系统负荷判断为增加，则通过所述微型电机转速下降以释放针对系统的补充无功功率，若系统负荷判断为不增加，则通过所述微型电机转速上升以吸收针对系统的多余无功功率。如图2和图3所示为采用本专利技术控制方法的控制系统的整体及其中储能装置的对应架构示意图，本专利技术根据同步发电机在火力发电中的内外特性，采用同步发电机二阶经典模型，将改进型的同步发电机算法加入到逆变器控制中，创新性的利用微型电机配合光伏发电中的逆变器算法控制有功功率及无功电压的稳定。其中控制系统整体包括两个电压源逆变器、储能装置、微型电机。电压源逆变器输出端分别连接电源管理装置、三相电阻和电感，电源管理装置通过控制策略调节有功电压，三项电阻和电感连接微电网。储能装置通过三相连接的方式接入大电网，微型电机通过与储能装置并联的方式连接大电网。储能装置由速度控制器和储能模型组成，速度控制器以比例积分控制器控制，储能模型包括相互连接一个微型电机和一个转速控制器。本专利技术通过电机控制算法驱动微型电机辅助虚拟同步发电机控制算法以调节光伏发电系统有功功率和无功电压的稳定性。以上所述，仅为本专利技术的具体实施方式，但本专利技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
的技术人员在本专利技术揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本专利技术的保护范围之内。因此，本专利技术的保护范围应以权利要求的保护范围为准。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于新型虚拟同步发电机的逆变器控制方法，其特征在于，该控制方法具体包括：针对光伏发电系统判断是否处于系统稳定状态，若系统稳定状态判断为否则继续判断系统中不稳定的部分具体为有功功率或无功功率，若系统中不稳定的部分判定为无功功率部分，则通过配套有微型电机算法的微型电机介入控制系统整体稳定性并进一步判断系统负荷是否增加，若系统负荷判断为增加，则通过所述微型电机转速下降以释放针对系统的补充无功功率，若系统负荷判断为不增加，则通过所述微型电机转速上升以吸收针对系统的多余无功功率。

【技术特征摘要】
1.一种基于新型虚拟同步发电机的逆变器控制方法，其特征在于，该控制方法具体包括：针对光伏发电系统判断是否处于系统稳定状态，若系统稳定状态判断为否则继续判断系统中不稳定的部分具体为有功功率或无功功率，若系统中不稳定的部分判定为无功功率部分，则通过配套有微型电机算法的微型电机介入控制系统整体稳定性并进一步判断系统负荷是否增加，若系统负荷判断为增加，则通过所述微型电机转速下降以释放针对系统的补充无功功率，若系统负荷判断为不增加，则通过所述微型电机转速上升以吸收针对系统的多余无功功率。2.根据权利要求1所述的一种基于新型虚拟同步发电机的逆变器控制方法，其特征在于，该控制方法还包括系统稳定状态判断为是时，光伏发电系统配套的控制系统不工作。3.根据权利要求1所述的一种基于新型虚拟同步发电机的逆变器控制方法，其特征在于，该控制方法还包括系统中不稳定的部分判定为有功功率部分时，通过普通VSG控制算法介入控制系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：茅大钧，吕彬，魏骜，韩万里，
申请(专利权)人：上海电力学院，
类型：发明
国别省市：上海,31