用于移动发电车的暂态电压稳压控制方法技术

本发明专利技术涉及移动发电车技术领域，具体涉及一种用于移动发电车的暂态电压稳压控制方法，包括：建立移动发电车的ESS模型，并计算ESS模型的状态空间模型；建立通过ESS模型为移动发电车电力系统提供动态电压支持的系统控制策略；通过状态反馈方法，使得ESS模型能够根据系统控制策略输出的功率参考结合自身状态空间模型动态控制对于移动发电车电力系统的有功功率和无功功率注入，用以改善移动发电车电力系统的暂态电压稳定性。本发明专利技术能够通过ESS有效的改善移动发电车电力系统的暂态电压稳定性，从而能够提高移动发电车的工作稳定性。从而能够提高移动发电车的工作稳定性。从而能够提高移动发电车的工作稳定性。

Transient voltage stabilization control method for mobile power generation vehicle

【技术实现步骤摘要】
用于移动发电车的暂态电压稳压控制方法


[0001]本专利技术涉及移动发电车
，具体涉及用于移动发电车的暂态电压稳压控制方法。

技术介绍

[0002]随着我国经济的快速发展，移动发电车作为备用电源被广泛地应用于很多行业和重点单位，以应对各种电力突发事件和野外驻扎活动。移动发电车指装有电源装置的专用车，可装配电瓶组、柴油发电机组或燃汽发电机组，由于其良好的性能和广泛的适用性而受到市场认可，需求量也迅速增加。
[0003]但目前，移动发电车还处于初步发展阶段，产品类型还不是特别丰富，功能也不是特别完善。并且，现代电力系统中出现了越来越多的现代负荷，这些负载对暂态电压不稳定事件特别敏感，导致用户侧的电压骤降事件频发，进而导致普通的发电车很难满足现代负荷的用户需求。因此，如何优化移动发电车电力系统的暂态电压稳定性(short
‑
term voltage stability，ST
‑
VS)是移动发电车领域的研究重点。
[0004]随着存储设备技术的发展，大规模能源存储系统(energy storage systems，ESSs)的电网集成在技术和经济上都是可行的。ESSs(后续称为ESS)的电力电子接口允许独立调节有功功率和无功功率，这为ESS提供了更高的可控性和灵活性。因此，申请人发现，如果能将ESS有效的应用于改善移动发电车电力系统的暂态电压稳定性，便能够实现移动发电车电力系统的暂态电压稳定性的优化。然而，如何设计一种能够通过ESS有效改善移动发电车电力系统暂态电压稳定性的方法，以提高移动发电车的工作稳定性是亟需解决的技术问题。

技术实现思路

[0005]针对上述现有技术的不足，本专利技术所要解决的技术问题是：如何提供一种用于移动发电车的暂态电压稳压控制方法，以能够通过ESS有效的改善移动发电车电力系统的暂态电压稳定性，从而能够提高移动发电车的工作稳定性。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术采用了如下的技术方案：
[0007]用于移动发电车的暂态电压稳压控制方法，包括以下步骤：
[0008]S1：建立移动发电车的ESS模型，并计算ESS模型的状态空间模型；
[0009]S2：建立通过ESS模型为移动发电车电力系统提供动态电压支持的系统控制策略；
[0010]S3：通过状态反馈方法，使得ESS模型能够根据系统控制策略输出的功率参考结合自身状态空间模型动态控制对于移动发电车电力系统的有功功率和无功功率注入，用以改善移动发电车电力系统的暂态电压稳定性。
[0011]优选的，步骤S1中，ESS模型在d
‑
q坐标系中的KVL方程如下：
[0012][0013]式中：v
cd
、v
cq
分别表示ESS模型逆变器VSC输出电压幅值的d
‑
q轴分量；v
gd
、v
gq
分别表示公共耦合点处电压幅值的d
‑
q轴分量；R
f
、L
f
分别表示ESS模型的接口滤波器电阻和电抗；i
fd
、i
fq
分别表示ESS模型输出电流的d
‑
q轴分量，ω表示系统频率。
[0014]优选的，步骤S1中，将ESS模型的KVL方程改写为y＝Cx的形式，状态变量x＝[i
fd i
fq
]T
，输出变量y＝x，得到ESS模型的状态空间模型如下：
[0015][0016]其中，
[0017]式中：分别表示ESS模型输出电流d
‑
q轴分量的微分值。
[0018]优选的，步骤S2中，系统控制策略的具体步骤如下：
[0019]S201：在移动发电车电力系统发生故障时，ESS模型向其提供动态电压支持；
[0020]S202：动态调节ESS模型的视在功率；
[0021]S203：基于视在功率计算对应的有功功率参考和无功功率参考，并输入至ESS模型。
[0022]优选的，视在功率的计算公式如下：
[0023][0024]式中：|V
g
(t)|表示在ESS模型PCC处测量的瞬时电压幅值；I
max
(t)表示ESS模型的最大电流容量，ΔV(t)＝1
‑
|V
g
(t)|；f(ΔV(t))表示压降指数函数；
[0025][0026]式中：ΔV0为ESS模型母线上的故障前电压降；a表示故障前正常条件下ESS模型的功率注入百分比；ΔV表示ESS模型母线上的故障后电压降；
[0027]有功功率参考和无功功率参考的计算公式如下：
[0028][0029][0030]式中：θ
PF
表示ESS模型的功率因数角。
[0031]优选的，步骤S3中，ESS模型通过有功功率参考P
*
和无功功率参考Q
*
生成对应的参考电流和用以对移动发电车电力系统进行控制；
[0032]参考电流和的计算公式如下：
[0033][0034][0035]式中：|v
g
|表示在ESS模型公共耦合点处测量的电压幅值。
[0036]优选的，步骤S3中，ESS模型接收到有功功率参考和无功功率参考后，采用状态反馈方法实现有功功率和无功功率的跟踪控制，以控制对于移动发电车电力系统的有功功率和无功功率注入。
[0037]优选的，步骤S3中，状态反馈方法的具体步骤如下：
[0038]S301：在ESS模型的基础上增加一个PI控制器，并引入新的状态变量；
[0039]S302：将状态变量以矩阵形式表示并代入ESS模型的状态空间模型中，得到对应的状态空间方程；
[0040]S303：建立PI控制器的控制信号表达式并代入状态空间方程中，得到对应的控制器状态空间方程；
[0041]S304：通过LQR控制算法求解控制器状态空间方程，得到对应的控制器系数；
[0042]S305：将控制器系数应用于ESS模型以动态控制有功功率和无功功率注入，进而实现改善移动发电车电力系统的暂态电压稳定性。
[0043]优选的，步骤S301中，状态变量z
d
、z
q
定义为：
[0044][0045]式中：分别表示状态变量z
d
、z
q
的微分值；e
d
、e
q
分别表示输出电流参考值与实际值之差；
[0046]步骤S302中，状态变量z
d
、z
q
的矩阵形式表示为：
[0047][0048]式中：r表示参考电流矩阵；C表示系统输出矩阵；x表示系统状态变量，x＝[i
fd i
fq
]T
；
[0049]步本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.用于移动发电车的暂态电压稳压控制方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：建立移动发电车的ESS模型，并计算ESS模型的状态空间模型；S2：建立通过ESS模型为移动发电车电力系统提供动态电压支持的系统控制策略；S3：通过状态反馈方法，使得ESS模型能够根据系统控制策略输出的功率参考结合自身状态空间模型动态控制对于移动发电车电力系统的有功功率和无功功率注入，用以改善移动发电车电力系统的暂态电压稳定性。2.如权利要求1所述的用于移动发电车的暂态电压稳压控制方法，其特征在于：步骤S1中，ESS模型在d
‑
q坐标系中的KVL方程如下：式中：v
cd
、v
cq
分别表示ESS模型逆变器VSC输出电压幅值的d
‑
q轴分量；v
gd
、v
gq
分别表示功功耦合点处电压幅值的d
‑
q轴分量；R
f
、L
f
分别表示ESS模型的接口滤波器电阻和电抗；i
fd
、i
fq
分别表示ESS模型输出电流的d
‑
q轴分量，ω表示系统频率。3.如权利要求2所述的用于移动发电车的暂态电压稳压控制方法，其特征在于：步骤S1中，将ESS模型的KVL方程改写为y＝Cx的形式，状态变量x＝[i
fd i
fq
]
T
，输出变量y＝x，得到ESS模型的状态空间模型如下：其中，式中：分别表示ESS模型输出电流d
‑
q轴分量的微分值。4.如权利要求1所述的用于移动发电车的暂态电压稳压控制方法，其特征在于：步骤S2中，系统控制策略的具体步骤如下：S201：在移动发电车电力系统发生故障时，ESS模型向其提供动态电压支持；S202：动态调节ESS模型的视在功率；S203：基于视在功率计算对应的有功功率参考和无功功率参考，并输入至ESS模型。5.如权利要求4所述的用于移动发电车的暂态电压稳压控制方法，其特征在于：视在功率的计算公式如下：式中：|V
g
(t)|表示在ESS模型PCC处测量的瞬时电压幅值；I
max
(t)表示ESS模型的最大电
流容量，ΔV(t)＝1
‑
|V
g
(t)|；f(ΔV(t))表示压降指数函数；式中：ΔV0为ESS模型母线上的故障前电压降；a表示故障前正常条件下ESS模型的功率注入百分比；ΔV表示ESS模型母线上的故障后电压降；有功功率参考和无功功率参考的计算公式如下：的计算公式如下：式中：θ
PF
表示ESS模型的功率因数角。6.如权利要求4所述的用于移动发电车的暂态电压稳压控制方法，其特征在于：...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴汪平，谢睿，葛馨远，陈剑，谢斌，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司广州供电局，
类型：发明
国别省市：