【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电气工程领域，具体地，涉及一种面向等效惯量建模的混合储能控制方法及系统。
技术介绍
1、可再生能源接入电网是推动环境可持续和能源革新的重要一步。太阳能和风能等清洁能源的融入电力系统，不仅减少温室气体排放，提升能源安全性，还推动了绿色经济的崛起。随着光伏、风电等可再生能源的大规模应用，由于可再生能源通常通过无惯性的快速响应电源变换器与电网耦合，传统的同步机接入电网的占比降低，电网系统惯量减小，且新能源发电具有随机性，导致系统的抗干扰能力降低，严重影响电能质量。
2、为了有效平滑发电出力，优化系统的电压、频率响应特性，混合储能系统(hybridenergy storage system，hess)成为一个广泛应用的解决方案。通过将传统的蓄电池储能结构与超级电容等具有快速响应特性的储能单元相结合，能够增加系统惯量，有助于减缓系统直流电压和交流频率的变化，提高系统的抗干扰能力。在实际应用当中，系统整体的复杂性和互联互通的问题会给储能系统的设计和系统惯量分析带来挑战。
3、[1]j.song,x.gao,h.sun and w.guo,"improved virtual inertia dampingadaptive vdg control strategy for dc microgrid hybrid energy storageconverter,"2022 4th international conference on electrical engineering andcontrol tec
4、abstract:when the power supply or load changes,the traditionalcontrol strategy of hybrid energy storage bidirectional dc-dc converter hasthe shortcomings of low inertia and weak damping,which has a great impact onthe frequency and voltage of the system.to solve this problem,an improvedadaptive vdg control with inertia damping is proposed,in which differentadaptive control strategy is employed according to the workingcharacteristics of the supercapacitor and the battery.the simulation resultsshow that when system is disturbed,the improved control strategy effectivelyreduces the amplitude of bus voltage fluctuation and recovery time comparedwith other control strategies,which provides a conducive solution for thesafe and stable operation of dc micro-grid hybrid storage system.该文献提出了一种改进的虚拟惯性阻尼自适应vdg控制的混合储能系统控制策略，根据超级电容器和电池的工作特性采用不同的自适应控制，从而降低母线电压波动幅度和恢复时间，但是该文献没有阐明混合储能系统的功率分配情况和设计方法；本专利技术从虚拟同步机的等效惯量角度进行建模，设计了混合储能系统的功率分配方式，使控制更加简明高效。
5、[1]张祥宇,李凌斐,付媛.可控惯量光储互联系统的稳定性分析与区域协同控制[j].高电压技术,2021,47(5):1694-1703.利用混合储能装置扩展惯量来源能够有效改善光伏高渗透率系统的频率稳定,但系统惯量大小与分布的改变必然对系统暂态稳定的多种特性产生显著影响。可控惯量对系统阻尼特性及功角稳定性的影响机理十分复杂,不合理的惯量分布对系统阻尼及功角振荡存在负面影响,甚至互联系统两侧区域电网惯量的改变对系统阻尼特性的影响也会呈现相反的作用效果。为提高新能源高渗透系统的暂态稳定性,本文深入分析含可控惯量光储互联系统的暂态稳定机理,主要研究成果如下：
6、1、建立电池储能、电容储能与同步发电机旋转机械动能间的能量转化关系,使静止混合储能设备具有与系统同步耦合运行的能力。建立具有虚拟惯量的等值三机系统小扰动模型,通过观察系统特征根随虚拟惯量系数的变化,分析可控惯量对系统频率及阻尼特性的影响。
7、2、基于分析结论,提出一种基于混合储能的变惯量虚拟同步耦合控制技术,使静止储能设备在更加灵活的同步耦合运行方式下,转移同步发电机组承受的暂态能量,减小系统内旋转机械的频率及功角振荡。
8、3、推导光储两区域互联系统的等值数学模型并分析不同区域可控惯量对系统功角首摆的影响。建立互联系统小信号模型,通过特征根分析法定性分析不同发电区域的虚拟惯量对互联系统阻尼特性的影响。提出一种基于光储互联系统的区域协同控制策略,合理配置不同区域的虚拟惯量控制系数,改善系统阻尼特性。
9、4、为验证所提控制策略的正确性与有效性,利用matlab/simulink搭建含光伏、混合储能高渗透的仿真系统。结果表明在所提变惯量虚拟同步耦合控制和区域协同控制策略下,含静止能量的储能设备可显著改善包含频率、功角在内的多种系统暂态稳定特性。
10、该文献提出了一种基于混合储能的变惯量虚拟同步耦合控制技术和一种基于光储互联系统的区域协同控制策略,通过合理配置不同区域的虚拟惯量控制系数,改善系统阻尼特性；而本专利技术的混和储能系统面向虚拟同步机的等效惯量进行建模，数学推导更加简便，有效地增强了系统的稳定性，同时方便了复杂系统整体惯量的分析和整定。
11、在公开号为cn115276048b的中国专利文献中，公开了一种发电机黑启动的混合储能系统功率优化分配控制方法，包括混合储能系统，该系统包括蓄电池、超级电容、第一双向dc/dc变换器、第二双向dc/dc变换器、双向pwm变换器、柴油发电机组。该专利文献采用混合储能系统的功率优化分配控制策略，通过改变pi控制器参数以及lpf中的时间常数τ，进而改变蓄电池和超级电容的充放电功率分配，与本专利技术所要解决的问题具有本质性不同。
技术实现思路
1、针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种面向等效惯量建模的混合储能控制方法及系统。
2、根据本专利技术提供的一种面向等效惯量建模的混合储能控制方法，包括：
3、步骤s1：采集电路结构信息本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种面向等效惯量建模的混合储能控制方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种面向等效惯量建模的混合储能控制方法，其特征在于，所述虚拟同步机基于在虚拟同步机的惯量模型的下垂控制环路中增加的虚拟惯性环节得到，所述虚拟同步机的惯量模型能够从数学层面和传递函数层面研究和分析惯量。
3.根据权利要求2所述的一种面向等效惯量建模的混合储能控制方法，其特征在于，所述步骤S2包括定义同步发电机的转子机械方程：
4.根据权利要求2所述的一种面向等效惯量建模的混合储能控制方法，其特征在于，所述混合储能系统经过调整后与所述虚拟同步机具有相同的数学形式，且所述混合储能系统包括暂态响应的储能单元和稳态响应的储能单元。
5.根据权利要求4所述的一种面向等效惯量建模的混合储能控制方法，其特征在于，所述步骤S3包括以下子步骤：
6.一种面向等效惯量建模的混合储能控制系统，其特征在于，包括：
7.根据权利要求6所述的一种面向等效惯量建模的混合储能控制系统，其特征在于，所述虚拟同步机基于在虚拟同步机的惯量模型的下垂控制环路中增加
8.根据权利要求7所述的一种面向等效惯量建模的混合储能控制系统，其特征在于，所述模块M2包括定义同步发电机的转子机械方程：
9.根据权利要求7所述的一种面向等效惯量建模的混合储能控制系统，其特征在于，所述混合储能系统经过调整后与所述虚拟同步机具有相同的数学形式，且所述混合储能系统包括暂态响应的储能单元和稳态响应的储能单元。
10.根据权利要求9所述的一种面向等效惯量建模的混合储能控制系统，其特征在于，所述模块M3包括以下子模块：
...【技术特征摘要】
1.一种面向等效惯量建模的混合储能控制方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种面向等效惯量建模的混合储能控制方法，其特征在于，所述虚拟同步机基于在虚拟同步机的惯量模型的下垂控制环路中增加的虚拟惯性环节得到，所述虚拟同步机的惯量模型能够从数学层面和传递函数层面研究和分析惯量。
3.根据权利要求2所述的一种面向等效惯量建模的混合储能控制方法，其特征在于，所述步骤s2包括定义同步发电机的转子机械方程：
4.根据权利要求2所述的一种面向等效惯量建模的混合储能控制方法，其特征在于，所述混合储能系统经过调整后与所述虚拟同步机具有相同的数学形式，且所述混合储能系统包括暂态响应的储能单元和稳态响应的储能单元。
5.根据权利要求4所述的一种面向等效惯量建模的混合储能控制方法，其特征在于，所述步骤s3包括以下子步骤：
...【专利技术属性】
技术研发人员：林鹏峰，陈书恒，朱淼，孟庆祚，文书礼，侯川川，马建军，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：
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