System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种逆变器控制方法、装置、计算机设备及存储介质制造方法及图纸_技高网

一种逆变器控制方法、装置、计算机设备及存储介质制造方法及图纸

技术编号:43283798 阅读:0 留言:0更新日期:2024-11-12 16:06
本发明专利技术提供了一种逆变器控制方法、装置、计算机设备及存储介质,属于电力电子领域,该方法包括:在逆变器处于VSG控制模式下,确定逆变器在并网情况下的频率控制方程式;确定虚拟同步发电机无功状态下的虚拟电动势与逆变器的输出电压的关系式;构建逆变器在VSG控制模式下的电压—电流双闭环控制结构,通过所述频率控制方程式和关系式确定虚拟同步发电机在dq轴下的电流参考值和电压参考值;根据所述电流参考值和电压参考值,构建虚拟阻尼系数和虚拟惯量的模糊控制规则;通过所述模糊控制规则控制所述虚拟阻尼系数和虚拟惯量,这样提高了逆变器在并网过程中的稳定性和性能,减少了电力系统的谐波扰动,有助于提升整个光伏发电系统的适应性和可靠性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电力电子领域,具体涉及一种逆变器控制方法、装置、计算机设备及存储介质


技术介绍

1、随着我国“双碳”目标提出,我国分布式能源装机容量迅速增长,分布式能源大基地开发模式已经成为主流,为新能源产业的发展提供了强有力的支撑。由于沙戈荒地区拥有丰富的太阳能和风能资源,国家重点推进在沙漠、戈壁、荒漠地区建设大规模风电光伏基地。

2、现有技术中,光伏发电作为电网传输的重要组成部分,通过并网逆变器接入电网。并网逆变器具有响应速度快的优势,但光伏发电在能量输出上具有明显的随机性和波动性,而逆变器又缺乏同步发电机所具备的转动惯量和参与调频调压的能力,导致整个光伏发电系统的稳定性降低,对于电网的需求和变化难以适应,导致电网备用转动惯量减少,甚至影响电网的整体稳定性。


技术实现思路

1、为了解决上述逆变器无法在光电并网情况下维持系统稳定性的问题,本专利技术提供了一种逆变器控制方法、装置、计算机设备及存储介质。

2、为了实现上述目的,本专利技术提供如下技术方案:

3、首先,提供了一种逆变器控制方法,所述方法包括:

4、在逆变器处于虚拟同步发电机vsg控制模式下,通过调速器模拟虚拟同步发电机的调频特性,确定虚拟同步发电机的有功-频率下垂特性的第一关系式,以及虚拟同步发电机的转子角速度与逆变器的虚拟阻尼系数和虚拟惯量的第二关系式;

5、根据所述第一关系式和第二关系式确定逆变器在并网情况下的频率控制方程式;

6、对虚拟同步发电机的虚拟电动势进行调节,进而调节逆变器无功功率的输出,确定虚拟同步发电机无功状态下的虚拟电动势与逆变器的输出电压的第三关系式;

7、构建逆变器在vsg控制模式下的电压-电流双闭环控制结构,通过所述频率控制方程式和第三关系式确定虚拟同步发电机在dq轴下的电流参考值和电压参考值;

8、根据所述电流参考值和电压参考值,构建虚拟阻尼系数和虚拟惯量的模糊控制规则;在所述逆变器并网的情况下,通过所述模糊控制规则调节所述虚拟阻尼系数和虚拟惯量控制所述逆变器。

9、可选地,所述第一关系式如下所示:

10、;

11、其中, pm和 pref分别是虚拟同步发电机的机械功率和参考有功功率, k p是有功—频率下垂系数, ω和 ω0分别是虚拟同步发电机的网侧角速度与参考角速度。

12、可选地,所述第二关系式如下所示:

13、;

14、其中,j是虚拟惯量,tm、te和td分别是虚拟同步发电机的机械转矩、电磁转矩和阻尼转矩,pe是虚拟同步发电机的电磁功率,d是虚拟阻尼系数,为网侧角速度在时间上的求导,即网侧角速度的变化速率。

15、可选地,所述频率控制方程式如下所示:

16、;

17、其中,s是等效转动惯量,是角频率偏差。

18、可选地,所述第三关系式如下所示:

19、;

20、其中,qref为参考无功功率,qe为实际输出的无功功率,un为机端电压有效值,u0是额定电压,kq是电压的下垂系数,k是无功功率调节系数,e为空载电动势。

21、可选地,所述通过所述频率控制方程式和第三关系式确定虚拟同步发电机在dq轴下的电流参考值和电压参考值包括:

22、通过所述频率控制方程式和第三关系式分别确定虚拟同步发电机的输出电压幅值与相位角;

23、将所述输出电压幅值和相位角转化到dq轴,并通过与dq轴下的逆变器vsg控制模式下实际输出电压值进行反馈计算;

24、将反馈计算的结果通过比例积分控制后,确定dq轴参考电流;

25、将所述参考电流与dq轴下逆变器vsg控制模式下实际输出电流分量进行反馈计算,并将反馈计算的结果通过比例积分控制后,确定dq轴下的电压参考值。

26、可选地,所述逆变器用于维持储能系统在光电并网情况下内部电动势稳定;所述电压参考值用于表征储能系统的内部电动势。

27、其次,还提供了一种逆变器控制装置,所述装置包括:

28、确定模块,用于在逆变器处于vsg控制模式下,通过调速器模拟虚拟同步发电机的调频特性,确定虚拟同步发电机的有功-频率下垂特性的第一关系式,虚拟同步发电机的转子角速度与逆变器的虚拟阻尼系数和虚拟惯量的第二关系式;根据所述第一关系式和第二关系式确定逆变器在并网情况下的频率控制方程式;虚拟同步发电机无功状态下的虚拟电动势与逆变器的输出电压的第三关系式;构建逆变器在vsg控制模式下的电压—电流双闭环控制结构,通过所述频率控制方程式和第三关系式确定虚拟同步发电机在dq轴下的电流参考值和电压参考值;

29、构建模块,用于根据所述电压参考值,构建虚拟阻尼系数和虚拟惯量的模糊控制规则;

30、控制模块,用于在所述逆变器并网的情况下,通过所述模糊控制规则控制所述虚拟阻尼系数和虚拟惯量。

31、另外,还提供了一种计算机可读存储介质,所述存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现上述逆变器控制方法的步骤。

32、最后,还提供了一种计算机设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述程序时实现上述逆变器控制方法的步骤。

33、本专利技术提供的逆变器控制方法具有以下有益效果:

34、在逆变器处于vsg控制模式下引入虚拟阻尼系数和虚拟惯量的概念,通过模拟虚拟同步发电机的行为,使逆变器能够快速响应电网的变化,并保持稳定运行,这种控制策略提高了逆变器在并网过程中的稳定性和性能,减少了电力系统的谐波扰动;另外还对虚拟同步发电机的虚拟电动势进行调节,进而调节逆变器无功功率的输出,使逆变器能够根据电网的需求和变化进行灵活调节,有助于提升整个光伏发电系统的适应性和可靠性,最后通过模糊控制,加快逆变器的响应速度,进一步提高系统的稳定性。

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【技术保护点】

1.一种逆变器控制方法,其特征在于,所述方法包括:

2.根据权利要求1所述的逆变器控制方法,其特征在于,所述第一关系式如下所示:

3.根据权利要求2所述的逆变器控制方法,其特征在于,所述第二关系式如下所示:

4.根据权利要求3所述的逆变器控制方法,其特征在于,所述频率控制方程式如下所示:

5.根据权利要求1所述的逆变器控制方法,其特征在于,所述第三关系式如下所示:

6.根据权利要求1所述的逆变器控制方法,其特征在于,所述通过所述频率控制方程式和第三关系式确定虚拟同步发电机在dq轴下的电流参考值和电压参考值包括:

7.根据权利要求1所述的逆变器控制方法,其特征在于,所述逆变器用于维持储能系统在光电并网情况下内部电动势稳定;所述电压参考值用于表征储能系统的内部电动势。

8.一种逆变器控制装置,其特征在于,所述装置包括:

9.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现上述权利要求1~7任一项所述逆变器控制方法的步骤。

10.一种计算机设备,其特征在于,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述程序时实现上述权利要求1~7任一项所述逆变器控制方法的步骤。

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【技术特征摘要】

1.一种逆变器控制方法,其特征在于,所述方法包括:

2.根据权利要求1所述的逆变器控制方法,其特征在于,所述第一关系式如下所示:

3.根据权利要求2所述的逆变器控制方法,其特征在于,所述第二关系式如下所示:

4.根据权利要求3所述的逆变器控制方法,其特征在于,所述频率控制方程式如下所示:

5.根据权利要求1所述的逆变器控制方法,其特征在于,所述第三关系式如下所示:

6.根据权利要求1所述的逆变器控制方法,其特征在于,所述通过所述频率控制方程式和第三关系式确定虚拟同步发电机在dq轴下的电流参考值和电压参考值包括:

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【专利技术属性】
技术研发人员:李华蒋柠泽
申请(专利权)人:内蒙古工业大学
类型:发明
国别省市:

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