【技术实现步骤摘要】
本申请涉及构网型储能系统控制，具体地涉及一种基于虚拟惯量和虚拟阻尼的构网型储能系统的控制方法。
技术介绍
1、现有技术中，对于构网型储能系统的控制方法主要有：自适应惯量控制(自适应j控制)、基于交变惯量和阻尼控制(交变j和dp控制)。这两种方法在自适应控制中有功控制过程对储能的需求量较大，自适应惯量控制还容易引起有功功率和控制频率振荡。
2、因此，如何减少储能的需求量、有功功率振荡以及控制频率振荡成为尚待解决的问题。
技术实现思路
1、本申请的目的是提供一种基于虚拟惯量和虚拟阻尼的构网型储能系统的控制方法，可以解决现有技术中的如何减少储能的需求量、有功功率振荡以及频率振荡的问题。
2、第一方面，本申请实施例提供了一种基于虚拟惯量和虚拟阻尼的构网型储能系统的控制方法，该方法包括：
3、在构网型储能系统运行过程中对控制参数的稳态值施加小扰动量，得到目标控制参数；
4、基于目标控制参数和直流储能设备消耗或供应的能量，将虚拟转子存储能量求导后的表达式进行变换，得到变换后的虚拟转子存储能量的表达式；
5、基于变换后的虚拟转子存储能量的表达式和同步机摇摆方程计算得到变虚拟惯量，基于有功功率传递函数的阻尼比和目标控制参数计算得到变虚拟阻尼系数；
6、基于目标控制参数和变虚拟惯量，计算得到目标虚拟惯量，基于目标控制参数和变虚拟阻尼系数，计算得到目标虚拟阻尼系数；
7、基于目标虚拟惯量和目标虚拟阻尼系数，对构网型储能
8、在第一方面的一种可能的实现方式中，控制参数包括：控制频率、参考频率、直流储能设备消耗或供应的能量、虚拟惯量以及虚拟阻尼系数，目标控制参数的表达式为其中，ω表示控制频率，ωn表示控制频率的稳态值，表示控制频率的小扰动量，ω0表示参考频率，ω0n表示参考频率的稳态值，表示参考频率的小扰动量，e表示直流储能设备消耗或供应的能量，e0表示直流储能设备消耗或供应的能量的稳态值，表示直流储能设备消耗或供应的能量的小扰动量，j表示虚拟惯量，j0表示虚拟惯量的稳态值，表示变虚拟惯量，dp表示虚拟阻尼系数，dp0表示虚拟阻尼系数的稳态值，表示变虚拟阻尼系数；直流储能设备消耗或供应的能量的表达式为其中，e(t)表示直流储能设备消耗或供应的能量，t表示时间，pm表示参考有功功率，pe表示实际输出的有功功率，表示参考有功功率的小扰动量，表示有功功率的小扰动量；虚拟转子存储能量的表达式为虚拟转子存储能量求导后的表达式为基于目标控制参数和直流储能设备消耗或供应的能量，将虚拟转子存储能量求导后的表达式进行变换，得到变换后的虚拟转子存储能量的表达式，包括：
9、将目标控制参数的表达式中的e代入直流储能设备消耗或供应的能量的表达式，并对直流储能设备消耗或供应的能量求导，得到如下的表达式：
10、
11、其中，表达式(1)中的
12、将目标控制参数的表达式中的j以及ω代入虚拟转子存储能量求导后的表达式，得到如下的表达式：
13、
14、将表达式(1)代入表达式(2)，得到如下的变换后的虚拟转子存储能量的表达式：
15、
16、在第一方面的一种可能的实现方式中，同步机摇摆方程为基于变换后的虚拟转子存储能量的表达式和同步机摇摆方程计算得到变虚拟惯量，包括：
17、将表达式(3)和目标控制参数的表达式中的dp和ω0代入同步机摇摆方程，得到如下的表达式：
18、
19、忽略表达式(4)中的控制参数的稳态值和小扰动量的乘积，将表达式(4)进行简化，得到如下的表达式：
20、
21、根据表达式(5)计算得到变虚拟惯量，变虚拟惯量的表达式如下：
22、
23、其中，δ表示载荷角，表示载荷角的小扰动量，的积分为
24、在第一方面的一种可能的实现方式中，有功功率传递函数的阻尼比的表达式为ωn表示自然振荡频率，k为常数，von表示构网型储能系统的额定输出电压，vgn表示电网电压，xs表示电网阻抗；基于有功功率传递函数的阻尼比和目标控制参数计算得到变虚拟阻尼系数，包括：
25、将有功功率传递函数的阻尼比的表达式进行变换，得到如下的表达式：
26、dp＝2jζωn (7)；
27、将目标控制参数的表达式中的dp和j代入表达式(7)并忽略控制参数的稳态值，计算得到变虚拟阻尼系数，变虚拟阻尼系数的表达式如下：
28、
29、其中，ωn0为中间变量，表示自然振荡频率的小扰动量。
30、在第一方面的一种可能的实现方式中，基于目标控制参数和变虚拟惯量，计算得到目标虚拟惯量，包括：
31、基于目标控制参数的表达式中的j和变虚拟惯量的表达式，计算得到目标虚拟惯量，目标虚拟惯量的表达式如下：
32、
33、在第一方面的一种可能的实现方式中，基于目标控制参数和变虚拟阻尼系数，计算得到目标虚拟阻尼系数，包括：
34、基于目标控制参数的表达式中的dp和变虚拟阻尼系数的表达式，计算得到目标虚拟阻尼系数，目标虚拟阻尼系数的表达式如下：
35、
36、其中，dp0根据电网确定。
37、在第一方面的一种可能的实现方式中，该方法还包括：
38、将表达式(10)中的dp代入阻尼频率的表达式，计算得到阻尼频率的表达式中的j；其中，阻尼频率的表达式为
39、将阻尼频率的表达式中的j作为表达式(9)中的j0；
40、根据表达式(9)中的该j0计算得到表达式(9)中的j。
41、在第一方面的一种可能的实现方式中，该方法还包括：
42、基于直流储能设备消耗或供应的能量，计算临界阻尼构网型储能系统中的直流储能设备吸收或消耗的能量和欠阻尼构网型储能系统中的直流储能设备吸收或消耗的能量；基于临界阻尼构网型储能系统中的直流储能设备吸收或消耗的能量和欠阻尼构网型储能系统中的直流储能设备吸收或消耗的能量，确定阻尼比。
43、在第一方面的一种可能的实现方式中，直流储能设备消耗或供应的能量的表达式为：其中，ωd表示阻尼频率，ζ表示阻尼比，ζ＝dp2ω0jk，φ为中间变量，基于临界阻尼构网型储能系统中的直流储能设备吸收或消耗的能量和欠阻尼构网型储能系统中的直流储能设备吸收或消耗的能量，确定阻尼比，包括：
44、将ζ＝1代入直流储能设备消耗或供应的能量的表达式，得到如下的临界阻尼构网型储能系统中的直流储能设备吸收或消耗的能量的表达式：
45、
46、其中，当t→∞时，临界阻尼构网型储能系统中的直流储能设备吸收或消耗的能量的表达式如下：
47、
48、将t＝tr代入直流储能设备消耗或供应的能量的表达式，得到如下的欠阻尼构网型储能系统中的直流储能设备吸本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于虚拟惯量和虚拟阻尼的构网型储能系统的控制方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的基于虚拟惯量和虚拟阻尼的构网型储能系统的控制方法，其特征在于，所述控制参数包括：控制频率、参考频率、直流储能设备消耗或供应的能量、虚拟惯量以及虚拟阻尼系数，所述目标控制参数的表达式为其中，ω表示控制频率，ωn表示控制频率的稳态值，表示控制频率的小扰动量，ω0表示参考频率，ω0n表示参考频率的稳态值，表示参考频率的小扰动量，E表示直流储能设备消耗或供应的能量，E0表示直流储能设备消耗或供应的能量的稳态值，表示直流储能设备消耗或供应的能量的小扰动量，J表示虚拟惯量，J0表示虚拟惯量的稳态值，表示变虚拟惯量，DP表示虚拟阻尼系数，Dp0表示虚拟阻尼系数的稳态值，表示变虚拟阻尼系数；直流储能设备消耗或供应的能量的表达式为其中，E(t)表示直流储能设备消耗或供应的能量，t表示时间，Pm表示参考有功功率，Pe表示实际输出的有功功率，表示参考有功功率的小扰动量，表示有功功率的小扰动量；虚拟转子存储能量的表达式为虚拟转子存储能量求导后的表达式为基于所述目标控制参数和直流储能设
3.根据权利要求2所述的基于虚拟惯量和虚拟阻尼的构网型储能系统的控制方法，其特征在于，同步机摇摆方程为基于变换后的虚拟转子存储能量的表达式和同步机摇摆方程计算得到变虚拟惯量，包括：
4.根据权利要求3所述的基于虚拟惯量和虚拟阻尼的构网型储能系统的控制方法，其特征在于，有功功率传递函数的阻尼比的表达式为ωN表示自然振荡频率，K为常数，Von表示构网型储能系统的额定输出电压，Vgn表示电网电压，Xs表示电网阻抗；基于有功功率传递函数的阻尼比和所述目标控制参数计算得到变虚拟阻尼系数，包括：
5.根据权利要求4所述的基于虚拟惯量和虚拟阻尼的构网型储能系统的控制方法，其特征在于，基于所述目标控制参数和所述变虚拟惯量，计算得到目标虚拟惯量，包括：
6.根据权利要求5所述的基于虚拟惯量和虚拟阻尼的构网型储能系统的控制方法，其特征在于，基于所述目标控制参数和所述变虚拟阻尼系数，计算得到目标虚拟阻尼系数，包括：
7.根据权利要求6所述的基于虚拟惯量和虚拟阻尼的构网型储能系统的控制方法，其特征在于，所述方法还包括：
8.根据权利要求7所述的基于虚拟惯量和虚拟阻尼的构网型储能系统的控制方法，其特征在于，所述方法还包括：
9.根据权利要求8所述的基于虚拟惯量和虚拟阻尼的构网型储能系统的控制方法，其特征在于，直流储能设备消耗或供应的能量的表达式为：
10.一种电子设备，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权利要求1-9中任一项所述的基于虚拟惯量和虚拟阻尼的构网型储能系统的控制方法。
...【技术特征摘要】
1.一种基于虚拟惯量和虚拟阻尼的构网型储能系统的控制方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的基于虚拟惯量和虚拟阻尼的构网型储能系统的控制方法，其特征在于，所述控制参数包括：控制频率、参考频率、直流储能设备消耗或供应的能量、虚拟惯量以及虚拟阻尼系数，所述目标控制参数的表达式为其中，ω表示控制频率，ωn表示控制频率的稳态值，表示控制频率的小扰动量，ω0表示参考频率，ω0n表示参考频率的稳态值，表示参考频率的小扰动量，e表示直流储能设备消耗或供应的能量，e0表示直流储能设备消耗或供应的能量的稳态值，表示直流储能设备消耗或供应的能量的小扰动量，j表示虚拟惯量，j0表示虚拟惯量的稳态值，表示变虚拟惯量，dp表示虚拟阻尼系数，dp0表示虚拟阻尼系数的稳态值，表示变虚拟阻尼系数；直流储能设备消耗或供应的能量的表达式为其中，e(t)表示直流储能设备消耗或供应的能量，t表示时间，pm表示参考有功功率，pe表示实际输出的有功功率，表示参考有功功率的小扰动量，表示有功功率的小扰动量；虚拟转子存储能量的表达式为虚拟转子存储能量求导后的表达式为基于所述目标控制参数和直流储能设备消耗或供应的能量，将虚拟转子存储能量求导后的表达式进行变换，得到变换后的虚拟转子存储能量的表达式，包括：
3.根据权利要求2所述的基于虚拟惯量和虚拟阻尼的构网型储能系统的控制方法，其特征在于，同步机摇摆方程为基于变换后的虚拟转子存储能量的表达式和同步机摇摆方程计算得到变虚...
【专利技术属性】
技术研发人员：是建新，陈忠，李飞，陈亮，魏江哲，黄漪帅，舒茂龙，陈彦桥，赵璐璐，苏新凯，刘静佳，王础，董力，陈换军，
申请(专利权)人：国能宁东新能源有限公司，
类型：发明
国别省市：
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