【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电气工程领域，具体涉及一种构网型储能变流器的多机并联运行控制方法。
技术介绍
1、随着全球气候变化，以及传统化石能源日渐枯竭的能源危机，可再生能源因其清洁、绿色和可持续的特性而受到广泛关注。这些特性推动了现代电力系统更加电子化，但同时会导致电力系统的惯性和阻尼能力随着系统中变流器的增加而逐渐减弱。与传统发电机组相比，电力电子设备的动态特性是完全受控的、快速的，当变流器被较多地应用在电力系统中时，系统会表现为缺乏惯性。这种低惯性系统在面对联络线路故障或发电与负荷不平衡时，往往容易出现频率大幅偏移和频率变化率过大的问题。对可再生能源与电力电子设备占比较高的微电网而言，这一问题更加严重。
2、为了提升变流器在微电网中的惯性支撑能力，虚拟同步机(virtual synchronousgenerator,vsg)控制受到了广泛关注。vsg控制是一种构网型控制，能够用于控制构网型变流器(grid-forming converter,gfc)，使其参与微电网频率与电压的维持，还通过使构网型变流器模拟同步发电机转子的工作过程，使其具有惯性特征，为微电网提供惯性支持。此外，vsg还通过执行频率与电压的下垂控制来模仿同步发电机的功率共享能力，这使得它可以根据额定功率和下垂系数在各分布式电源之间分配功率。
3、虽然vsg控制能够维持微电网频率与电压并进行功率分配，但它的功能存在缺陷。vsg控制通过频率与电压的下垂来实现功率分配，这会导致构网型变流器(gfc)的频率与电压偏离额定值，由于新能源具有出力不确定性的特点
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术本文提出了一种构网型储能变流器系统的多机并联运行控制方法，包括频率电压主动支撑和基于多智能体理论的协同控制两部分，其中频率电压的主动支撑针对vsg控制中频率与电压对额定值的偏离，而协同控制消除了功率控制与频率电压控制之间的矛盾，所提出的优化控制方法弥补了vsg控制的缺陷，在保证构网型变流器(gfc)频率与电压控制在额定值的同时，能够精准地将有功和无功功率进行合理分配。
2、一种构网型储能变流器的多机并联运行控制方法，包括以下步骤：
3、s1、针对包含构网型变流器的交流微电网系统，建立用于实现交流微电网系统中不同构网型变流器间信息交互的稀疏通信网络；所述信息包括有功功率与无功功率；所述稀疏通信网络中将每个构网型变流器都作为一个节点，若两个节点之间有通信连接，则称它们相邻或互为邻居节点；
4、s2：基于建立的稀疏通信网络，每个节点分别测量其自身的三相输出电压与输出电流，通过计算获取其自身的频率、电压有效值、有功功率和无功功率，并在稀疏通信网络中与邻居节点进行通信获取邻居节点的有功功率和无功功率；
5、s3：在vsg控制的基础上加入对频率与电压的主动支撑控制和对有功与无功功率的协同控制，构建结合主动支撑与协同控制的构网型变流器控制策略，基于获取的节点自身频率、电压有效值、有功功率与无功功率，以及邻居节点的有功与无功功率，利用结合主动支撑与协同控制的构网型变流器控制策略计算得到交流微电网系统中各构网型变流器的输出频率与输出电压在dq0坐标系下的目标值，并通过虚拟阻抗控制与电压环电流环控制对各构网型变流器的输出电压目标值进行调整；
6、所述结合主动支撑与协同控制的构网型变流器控制策略包括：
7、对所有构网型变流器进行频率主动支撑和有功功率的协同控制，表达式为：
8、
9、其中，gfci为第i个构网型变流器，gfcj为第j个构网型变流器，i和j为构网型变流器的编号，ωi为gfci的角频率，ωvi为gfci的vsg控制的频率指令值，eωi为gfci的频率调整项，j为转动惯量，d为阻尼系数，t为时间，pmi为gfci的有功功率参考值，prefi为gfci的有功功率的额定值，kωi为gfci的有功角频率下垂系数，αi为gfci的频率主动支撑系数，ωn为额定角频率，pi为gfci的有功功率，pj为gfcj的有功功率，ni为邻域集，dij为构网型变流器间的权重；
10、从所有构网型变流器中选出一个领导者，只对选择为领导者的构网型变流器进行电压主动支撑，同时对所有构网型变流器都进行无功功率的协同控制，表达式为：
11、
12、其中，qm为无功功率参考值，qref为无功功率额定值，q为vsg输出的无功功率，un为电压额定值，u为vsg的输出电压，ed为电压指令值的d轴分量，kv为无功电压下垂系数，k为积分系数，为积分符号；ev为vsg控制的电压指令值，eu为电压调整项，β为电压主动支撑系数；qi为gfci的无功功率，qj为gfcj的无功功率；
13、所述虚拟阻抗控制，表达式如下：
14、
15、式中，rv和lv分别为虚拟电阻和电感，uod*为虚拟阻抗控制在d轴上的输出，uoq*为虚拟阻抗控制在q轴上的输出，iod为vsg输出电流的d轴分量，ioq为vsg输出电流的q轴分量，eq为电压指令值的q轴分量；
16、所述电压环电流环控制对输出电压目标值进行调整的表达式为：
17、
18、其中，uvd*为电压环在d轴上的输出；uvq*为电压环在q轴上的输出；uid*为电流环在d轴上的输出；uiq*为电流环在q轴上的输出；ud为vsg在d轴上的输出电压；uq为vsg在q轴上的输出电压；cf和lf分别是滤波器的电感和电容参数；gpi(s)是电流环的pi控制器，kpi是电流环的比例参数，kii是电流环的积分参数；gpu(s)是电压环的pi控制器，kpu是电压环的比例参数，kiu是电压环的积分参数；id为vsg在d轴上的输出电流；iq为vsg在q轴上的输出电流。
19、s4：将结合主动支撑与协同控制的构网型变流器控制策略所得出的电压目标值与输出频率，通过dq变换得到三相交流电压波形，进一步调制为三相pwm开关控制信号，施加在构网型变流器上达到控制效果。
20、本专利技术的有益效果如下：
21、1、本专利技术提出一种对vsg控制的构网型变流器的改进方法，这一方法面向的是在构网型变流器中应用广泛的vsg控制，且不对vsg控制本身的结构和参数作任何改变，可以直接施加在基于vsg控制的构网型变流器上。
22、2、本专利技术提出一种构网型变流器频率与电压主动支撑方法，该方法能够将构网型变流器的频率与电压精准控制在额定值，弥补了vsg控制的缺陷。
23、3、本专利技术结合多智能体一致性理论，提出一种构网型变流器多机并联协同控制方法，所提方法能够对有功与无功功率在不同构网型变流器(gfc)之间的分配情况进行改善，使之按照预期目标精准分配。同时，采本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种构网型储能变流器的多机并联运行控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种构网型储能变流器的多机并联运行控制方法，其特征在于，所述信息包括有功功率与无功功率；所述稀疏通信网络中将每个构网型变流器都作为一个节点，若两个节点之间有通信连接，则称它们相邻或互为邻居节点。
3.根据权利要求1所述的一种构网型储能变流器的多机并联运行控制方法，其特征在于，S3中所述结合主动支撑与协同控制的构网型变流器控制策略包括：对所有构网型变流器进行频率主动支撑和有功功率的协同控制；从所有构网型变流器中选出一个领导者，只对选择为领导者的构网型变流器进行电压主动支撑，同时对所有构网型变流器都进行无功功率的协同控制。
4.根据权利要求3所述的一种构网型储能变流器的多机并联运行控制方法，其特征在于，所述对所有构网型变流器进行频率主动支撑和有功功率的协同控制的表达式为：
5.根据权利要求3所述的一种构网型储能变流器的多机并联运行控制方法，其特征在于，所述从所有构网型变流器中选出一个领导者，只对选择为领导者的构网型变流器进行电压主动支撑，
6.根据权利要求1所述的一种构网型储能变流器的多机并联运行控制方法，其特征在于，所述虚拟阻抗控制的表达式为：
7.根据权利要求1所述的一种构网型储能变流器的多机并联运行控制方法，其特征在于，所述电压环电流环控制对输出电压目标值进行调整的表达式为：
...【技术特征摘要】
1.一种构网型储能变流器的多机并联运行控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种构网型储能变流器的多机并联运行控制方法，其特征在于，所述信息包括有功功率与无功功率；所述稀疏通信网络中将每个构网型变流器都作为一个节点，若两个节点之间有通信连接，则称它们相邻或互为邻居节点。
3.根据权利要求1所述的一种构网型储能变流器的多机并联运行控制方法，其特征在于，s3中所述结合主动支撑与协同控制的构网型变流器控制策略包括：对所有构网型变流器进行频率主动支撑和有功功率的协同控制；从所有构网型变流器中选出一个领导者，只对选择为领导者的构网型变流器进行电压主动支撑，同时对所有构网型变流器都进行无功功率的协同控制。
...
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。