一种微网系统中虚拟同步机的输出控制方法及微网系统技术方案

一种微网系统中虚拟同步机的输出控制方法，通过根据获取的虚拟同步机的输出端电流参数并调节虚拟电阻Ra及虚拟电抗Ls使各虚拟同步机达到功率均分，且根据获取的输出端电压参数、输出端电流参数、输出参考电压EVSG及输出参考功角θVSG建立电压环和电流环并通过调节电压环和电流环的内部参数使虚拟同步机的电压输出值为目标输出值，解决了传统的技术方案中存在的虚拟同步机的输出不匹配电网端数据、输出不稳定以及难以调节的问题。

An Output Control Method of Virtual Synchronizer in Microgrid System and Microgrid System

【技术实现步骤摘要】
一种微网系统中虚拟同步机的输出控制方法及微网系统
本专利技术属于虚拟同步机控制
，尤其涉及一种微网系统中虚拟同步机的输出控制方法及微网系统。
技术介绍
随着新能源的快速发展,电网中新能源的占比正在逐步提高，而新能源存在间歇性和波动性等特点，而传统的并网型逆变器控制策略响应速度快、无转动惯量无法参与电网调节，不利于配电网和微网的安全稳定运行，虚拟同步机技术即根据同步发电机的转子运动方程和励磁电压方程通过建模使我们的电力电子变流器具备同步发电机的相关特性从而达到支撑电网的目的，但是目前对于虚拟同步机的输出难以控制，存在虚拟同步机的输出不匹配电网端数据、输出不稳定以及难以调节的问题。因此，传统的技术方案中存在虚拟同步机的输出不匹配电网端数据、输出不稳定以及难以调节的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例提供了一种微网系统中虚拟同步机的输出控制方法及微网系统，旨在解决传统的技术方案中存在的虚拟同步机的输出不匹配电网端数据、输出不稳定以及难以调节的问题。本专利技术实施例的第一方面提供了一种微网系统中虚拟同步机的输出控制方法，包括：获取输出端电压参数和输出端电流参数，并进行有功和无功计算；根据所述输出端电流参数，并调节虚拟电阻Ra及虚拟电抗Ls使各虚拟同步机达到功率均分；获取所述虚拟同步机的输出参考电压EVSG及输出参考功角θVSG；根据所述输出端电压参数、输出端电流参数、输出参考电压EVSG及输出参考功角θVSG建立电压环和电流环并通过调节所述电压环和所述电流环的内部参数使所述虚拟同步机的电压输出值为目标输出值。本专利技术实施例的第二方面提供了一种微网系统，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述微网系统中虚拟同步机的输出控制方法的步骤。本专利技术实施例的第二方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述微网系统中虚拟同步机的输出控制方法的步骤。上述的微网系统中虚拟同步机的输出控制方法，通过根据获取的虚拟同步机的输出端电流参数并调节虚拟电阻Ra及虚拟电抗Ls使各虚拟同步机达到功率均分，且根据获取的输出端电压参数、输出端电流参数、输出参考电压EVSG及输出参考功角θVSG建立电压环和电流环并通过调节电压环和电流环的内部参数使虚拟同步机的电压输出值为目标输出值，解决了传统的技术方案中存在的虚拟同步机的输出不匹配电网端数据、输出不稳定以及难以调节的问题。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术第一实施例提供的一种虚拟同步机并机系统的结构示意图；图2为本专利技术第二实施例提供的一种微网系统中虚拟同步机的输出控制方法的具体流程图；图3为图2所示的步骤S100的具体流程图；图4为图2所示的步骤S300的具体流程图；图5为图2所示的步骤S400的具体流程图；图6为图2所示的步骤S400的具体流程图；图7为本专利技术一实施例提供的微网系统的示意图；图8为本专利技术第三实施例提供的一种微网系统中虚拟同步机的并机控制方法的具体流程图；图9为图8所示的步骤S300的具体流程图；图10为图8所示的步骤S400的具体流程图；图11为图8所示的步骤S500的具体流程图；图12为本专利技术第三实施例提供的一种微网系统中虚拟同步机的并机控制方法的具体流程图；图13本专利技术一实施例提供的微网系统的示意图；图14为本专利技术的第四实施例提供的一种微网系统中虚拟同步机并离网控制方法的具体流程图；图15为图14所示的步骤S100的具体流程图；图16为图14所示的步骤S310的后面步骤的具体流程图；图17为图14所示的步骤S400的具体流程图；图18为本专利技术一实施例提供的微网系统的示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。请参阅图1，本专利技术第一实施例提供的微网系统的结构示意图，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：本专利技术的第一实施例提供了的微网系统包括多个储能单元，以及与多个储能单元一一对应连接的多个虚拟同步机，以及分别与多个虚拟同步机和电网连接的智能配电装置300，以及与各个储能单元和各个虚拟同步机及智能配电装置300连接的集中控制器400。在本实施例中，多个储能单元包括第一储能单元110、第二储能单元120、第三储能单元130以及第四储能单元140。在其他实施例中，多个储能单元可以为其他任意数量的储能单元。在本实施例中，多个虚拟同步机包括第一虚拟同步机210、第二虚拟同步机220、第三虚拟同步机230以及第四虚拟同步机240，在其他实施例中，多个虚拟同步机的数量可以为任意数值。可选的，微网系统还与多个负载连接，在本实施例中，示意了第一负载510和第二负载520，在其他实施例中，可以包括一个或者3个以及以上的负载。应理解，集中控制器400与各个储能单元、各个虚拟同步机以及智能配电装置通讯连接，集中控制器400实时采集各个储能单元、各个虚拟同步机以及智能配电装置300的状态信息和数据等并集中控制各个储能单元、各个虚拟同步机以及智能配电装置，可选的，集中控制器400与各个储能单元、各个虚拟同步机以及智能配电装置300可以通过RS485、ECAN或者以太网等进行通讯。需要说明的是，智能配电装置300包括多个开关，与市电电网端连接微网系统的开关C3、各个负载连接微网系统的开关，如本实施例中的开关CI和开关C2，以及各个虚拟同步机与市电电网端和负载连接的开关，如本实施例中的开关K1、开关K2、开关K3以及开关K4等。请参阅图2，本专利技术的第二实施例提供了一种微网系统中虚拟同步机的输出控制方法，包括：步骤S100：获取输出端电压参数和输出端电流参数，并进行有功和无功计算；其中，可以通过采样等方式获得输出端的三相电压以及三相电流，再通过DQ变换(Parktransformation，派克变换)、换算等获得其他类型的电压电流参数，例如d-q轴上的电压和电流、电压和电流的有效值等。步骤S200：根据输出端电流参数，并调节虚拟电阻Ra及虚拟电抗Ls使各虚拟同步机达到功率均分；其中，虚拟电阻Ra及虚拟电抗Ls为可调节参数，虚拟电阻Ra及虚拟电抗Ls可以由用户人为的输入也可以由微网系统自动调节。步骤S300：获取虚拟同步机的输出参考电压EVSG及输出参考功角θVSG；步骤S400：根据输出端电压参数、输出端电流参数、输出参考电压EVSG及输出参考功角θVSG建立电压环和电流环并通过调节电压环和电流环的内部参数使虚拟同步机的电压输出值为目标输出值。其中，可以先根据输出参考电压EVSG及输出参考功角θVSG和虚拟同步机输出端电压参数建立电压环，再根据电压环的输出电流值和虚拟同步机输出端电流参数建立电流环。需要说明的是，可以由预设的固定的内部参数值，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微网系统中虚拟同步机的输出控制方法，其特征在于，包括：获取输出端电压参数和输出端电流参数，并进行有功和无功计算；根据所述输出端电流参数，并调节虚拟电阻Ra及虚拟电抗Ls使各虚拟同步机达到功率均分；获取所述虚拟同步机的输出参考电压EVSG及输出参考功角θVSG；根据所述输出端电压参数、输出端电流参数、输出参考电压EVSG及输出参考功角θVSG建立电压环和电流环并通过调节所述电压环和所述电流环的内部参数使所述虚拟同步机的电压输出值为目标输出值。

【技术特征摘要】
1.一种微网系统中虚拟同步机的输出控制方法，其特征在于，包括：获取输出端电压参数和输出端电流参数，并进行有功和无功计算；根据所述输出端电流参数，并调节虚拟电阻Ra及虚拟电抗Ls使各虚拟同步机达到功率均分；获取所述虚拟同步机的输出参考电压EVSG及输出参考功角θVSG；根据所述输出端电压参数、输出端电流参数、输出参考电压EVSG及输出参考功角θVSG建立电压环和电流环并通过调节所述电压环和所述电流环的内部参数使所述虚拟同步机的电压输出值为目标输出值。2.如权利要求1所述的输出控制方法，其特征在于，所述获取输出端电压参数和输出端电流参数，并进行有功和无功计算包括：获取输出端的三相电压Vab、Vbc、Vca和输出端的三相电流Ia、Ib、Ic，并提取相应的基波正序分量V′ab、V′bc、V′ca、I′a、I′b、I′c；根据所述基波正序分量V′ab、V′bc、V′ca、I′a、I′b、I′c进行有功和无功计算。3.如权利要求2所述的输出控制方法，其特征在于，根据以下公式提取相应的基波正序分量V′ab、V′bc、V′ca、I′a、I′b、I′c：根据以下公式进行有功和无功计算：Pm＝V′ca×I′c+V′ab×I′b；Qm＝V′bc×I′a+V′ca×I′b+V′ab×I′c；其中N为离散化采集点数，θk＝2πk/N，k为频率二级制指数，z为变换复变量。4.如权利要求1所述的输出控制方法，其特征在于，在所述通过调节虚拟电阻Ra及虚拟电抗Ls使各虚拟同步机达到功率均分的步骤之前还包括：将所述电流基波I′a、I′b、I′c正序分量移向90°值得到移相电流基波I″a、I″b、I″c：根据所述电流基波I′a、I′b、I′c，所述移相电流基波I″a、I″b、I″c，虚拟电阻Ra以及虚拟电抗Ls计算虚拟同步机的虚拟阻抗Zva、Zvb、Zvc。5.如权利要求4所述的输出控制方法，其特征在于，根据以下公式计算虚拟同步机的虚拟阻抗Zva、Zvb、Zvc：6.如权利要求1所述的输出控制方法，其特征在于，获取所述虚拟同步机的输出电压参考EVSG及功角参考θVSG具体为：在定子励磁电压方程、转子机械方程上输入二次调压参...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵长伟，符宇龙，黄胜，王丽芬，钟斌，覃日钊，
申请(专利权)人：深圳中电长城能源有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44