【技术实现步骤摘要】
本申请涉及电力，尤其涉及一种提升配电网惯量支撑能力的控制方法及相关装置。
技术介绍
1、随着分布式可再生能源接入常规交流配电网的比重不断攀升，容易导致常规配电网出现反向潮流、馈线间负载不均衡、调控能力不足(低惯量、过阻尼等)、和馈线电压越限等问题，柔性互联配电网是解决含高比例分布式新能源的常规交流配电网面临上述难题的有效途径。同时，通过应用具备功率控制能力的智能软开关，提升更强的供电架构调整能力，弱化馈线末端节点电压过低的情况，有利于促进新能源发电的消纳。
2、分布式新能源通过电力电子装置接入电网，升级改造新能源变换器的控制策略可大大减少智能软开关压力，进一步提升柔性互联配电网消纳新能源能力。虚拟同步发电机控制策略通过模拟同步发电机组转子运动方程与电压-无功下垂特性，将同步电机的旋转惯量和阻尼系数引入到静止的新能源变换器中，使新能源变换器具有惯量响应与一次调频的响应特性。然而，当前基于恒定旋转惯量和阻尼系数的虚拟同步机控制策略对不同运行工况的适应性弱，容易造成新能源变换器动态调节性能欠佳以及暂态过程过长等问题。
技术实现思路
1、本申请的目的是解决上述问题，针对柔性互联配电网过度依赖智能软开关以及分布式新能源自身调控能力不足的问题，提出一种提升配电网惯量支撑能力的控制方法，能够在高比例新能源接入的工况下，增强新能源变换器抑制自身输出功率波动、提升频率支撑的能力，缓解柔性互联配电网中智能软开关的调节压力。
2、有鉴于此，本申请第一方面提供了一种提升配电网惯量支
3、所述控制方法包括：
4、s1、检测柔性互联配电网的频率f，计算柔性互联配电网的频率偏差δf；
5、s2、建立配电网所连接新能源变换器的小信号数学模型，计算新能源变换器的控制回路中虚拟惯量系数的上限jmax、虚拟阻尼系数的上限dmax；
6、s3、基于虚拟惯量系数的上限jmax以及虚拟阻尼系数的上限dmax，根据柔性互联配电网的频率偏差δf，动态调节配电网所连接新能源变换器的控制回路中的虚拟惯量系数j和虚拟阻尼系数d。
7、可选地，所述新能源变换器的控制结构，包括：有功功率无功功率计算模块、频率最低点检测模块、控制增益整定模块、功率同步控制模块、端口电压控制模块、机端电压参考值生成模块、以及电压电流控制模块；
8、所述频率最低点检测模块检测配电网的频率偏差以及频率偏差时间，并将配电网的频率偏差以及频率偏差时间送入所述控制增益整定模块，所述控制增益整定模块生成虚拟惯量系数j、虚拟阻尼系数d并送入所述功率同步控制模块；
9、所述有功功率无功功率计算模块检测到所述新能源变换器输出的有功功率pm，所述功率同步控制模块根据有功功率pm、虚拟惯量系数j、虚拟阻尼系数d生成相位θ；
10、根据所述有功功率无功功率计算模块检测到新能源变换器输出的无功功率qm，所述端口电压控制模块生成参考电压幅值u；
11、根据参考电压幅值u、相位θ，所述机端电压参考值生成模块产生d轴电压参考值与q轴电压参考值，并输入所述电压电流控制模块，最终经过脉冲宽度调制生成新能源变换器的触发脉冲信号。
12、可选地，所述功率同步控制模块的控制结构，包括：
13、新能源变换器输出有功指令pref与新能源变换器输出的有功功率pm之差除以电网额定角频率ωn，再减去阻尼功率δpd后经过一个增益为1/j的积分环节得到角频率的变化值δω，角频率的变化值δω叠加电网额定角频率ωn后再经过一个积分环节生成相位θ；
14、所述阻尼功率δpd与角频率的变化值δω之间的关系为
15、pd＝dδω；
16、式中，d为虚拟阻尼系数；
17、其中，所述虚拟惯量系数j、虚拟阻尼系数d根据柔性互联配电网的频率偏差δf进行动态调节。
18、可选地，步骤s3，具体包括：
19、s31、根据柔性互联配电网的频率偏差δf以及最大频率偏差产生的时间tnadir，计算不考虑小信号稳定的虚拟惯量系数j1如下：
20、
21、式中，j0为虚拟惯量系数的初值，δf为柔性互联配电网的频率偏差，|δf|为柔性互联配电网的频率偏差绝对值，δfmax为柔性互联配电网的最大频率偏差，b为虚拟惯量系数的调节因子；
22、s32、根据柔性互联配电网的频率偏差δf，计算不考虑小信号稳定的虚拟阻尼系数d1如下：
23、d1＝d0+k|δf|；
24、式中，d0为虚拟阻尼系数的初值，k为阻尼系数的调节因子；
25、s33、根据虚拟惯量系数的上限jmax、虚拟惯量系数j1，按照如下方法确定虚拟惯量系数j的值；
26、
27、根据虚拟阻尼系数的上限dmax、虚拟阻尼系数d1，按照如下方法确定虚拟阻尼系数d的值；
28、
29、可选地，步骤s31中的虚拟惯量系数的调节因子b按照衰减曲线法来确定，b的取值为0.2。
30、可选地，步骤s32中的虚拟阻尼的调节因子k按照衰减曲线法来确定，k的取值为10。
31、可选地，步骤s31中最大频率偏差产生的时间tnadir按照如下方法确定，
32、检测柔性互联配电网的频率偏差δf、和频率变化率|df/dt|，当满足如下条件即可确定柔性互联配电网出现最大频率偏差，
33、δf≤|0.001hz|；
34、
35、本申请第二方面提供一种提升配电网惯量支撑能力的控制系统，，所述配电网包括：若干个配电网、若干个智能软开关以及新能源变换器，其中，配电网之间通过智能软开关连接，光伏、风电源通过新能源变换器接入各个配电网；
36、所述系统包括：
37、第一计算单元，用于检测柔性互联配电网的频率f，计算柔性互联配电网的频率偏差δf；
38、第二计算单元，用于建立配电网所连接新能源变换器的小信号数学模型，计算新能源变换器的控制回路中虚拟惯量系数的上限jmax、虚拟阻尼系数的上限dmax；
39、控制单元，用于基于虚拟惯量系数的上限jmax以及虚拟阻尼系数的上限dmax，根据柔性互联配电网的频率偏差δf，动态调节配电网所连接新能源变换器的控制回路中的虚拟惯量系数j和虚拟阻尼系数d。
40、本申请第三方面提供一种提升配电网惯量支撑能力的设备，所述设备包括处理器以及存储器：
41、所述存储器用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；
42、所述处理器用于根据所述程序代码中的指令，执行如上述第一方面所述的提升配电网惯量支撑能力的方法的步骤。
43、本申请第四方面提供一种计算机可读存储本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种提升配电网惯量支撑能力的控制方法，其特征在于，所述配电网包括：若干个配电网、若干个智能软开关以及新能源变换器，其中，配电网之间通过智能软开关连接，光伏、风电源通过新能源变换器接入各个配电网；
2.根据权利要求1所述的提升配电网惯量支撑能力的控制方法，其特征在于，所述新能源变换器的控制结构，包括：有功功率无功功率计算模块、频率最低点检测模块、控制增益整定模块、功率同步控制模块、端口电压控制模块、机端电压参考值生成模块、以及电压电流控制模块；
3.根据权利要求2所述的提升配电网惯量支撑能力的控制方法，其特征在于，所述功率同步控制模块的控制结构，包括：
4.根据权利要求1所述的提升配电网惯量支撑能力的控制方法，其特征在于，步骤S3，具体包括：
5.根据权利要求4所述的提升配电网惯量支撑能力的控制方法，其特征在于，步骤S31中的虚拟惯量系数的调节因子b按照衰减曲线法来确定，b的取值为0.2。
6.根据权利要求4所述的提升配电网惯量支撑能力的控制方法，其特征在于，步骤S32中的虚拟阻尼的调节因子k按照衰减曲线法来确定，k的
7.根据权利要求4所述的提升配电网惯量支撑能力的控制方法，其特征在于，步骤S31中最大频率偏差产生的时间tnadir按照如下方法确定，
8.一种提升配电网惯量支撑能力的控制系统，其特征在于，所述配电网包括：若干个配电网、若干个智能软开关以及新能源变换器，其中，配电网之间通过智能软开关连接，光伏、风电源通过新能源变换器接入各个配电网；
9.一种提升配电网惯量支撑能力的设备，其特征在于，所述设备包括处理器以及存储器：
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质用于存储程序代码，所述程序代码用于执行权利要求1-7任一项所述的提升配电网惯量支撑能力的方法。
...【技术特征摘要】
1.一种提升配电网惯量支撑能力的控制方法，其特征在于，所述配电网包括：若干个配电网、若干个智能软开关以及新能源变换器，其中，配电网之间通过智能软开关连接，光伏、风电源通过新能源变换器接入各个配电网；
2.根据权利要求1所述的提升配电网惯量支撑能力的控制方法，其特征在于，所述新能源变换器的控制结构，包括：有功功率无功功率计算模块、频率最低点检测模块、控制增益整定模块、功率同步控制模块、端口电压控制模块、机端电压参考值生成模块、以及电压电流控制模块；
3.根据权利要求2所述的提升配电网惯量支撑能力的控制方法，其特征在于，所述功率同步控制模块的控制结构，包括：
4.根据权利要求1所述的提升配电网惯量支撑能力的控制方法，其特征在于，步骤s3，具体包括：
5.根据权利要求4所述的提升配电网惯量支撑能力的控制方法，其特征在于，步骤s31中的虚拟惯量系数的调节因子b按照衰...
【专利技术属性】
技术研发人员：柯清派，史训涛，邱杨鑫，董镝，宋安琪，刘通，徐敏，范心明，刘成，邢娟，梁年柏，陈绮琪，徐圆圆，陈邦发，何子兰，肖小兵，孙健，李楷然，喻磊，白浩，何明俊，
申请(专利权)人：南方电网科学研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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