【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及智能电网，具体涉及一种含主动支撑能力的改进型rbf构网型变流器并网控制方法。
技术介绍
1、近年来，光伏和风电等间歇式能源以电流源形式接入电网，对电网影响越来越大。为此，众多学者提出的虚拟同步发电机，使可再生能源发电系统对外接口具有同步发电机特性，为分布式电源大规模接入电网开辟了一条新途径。分布式电源容量较小时，可以就近供电，称为微电网；当分布式电源容量不仅可以满足本地负载的电量需求时，还可以为电网输送一定的能量，则称为并网运行。在我国倡导的“双碳”目标背景下，分布式电源通常需要并网运行，进而涉及与电网同步运行的稳定性问题。与传统同步发电机一样，vsg并网前亦需预同步单元与电网同步。分布式电源直接并网运行会对电网产生巨大瞬时冲击电流，破坏相关器件。为保证良好的并网质量，减小不必要的冲击，提高系统的稳定性，需变流器在并网前进行预同步控制。
2、储能变流器系统存在离网和并网两种运行状态，根据运行需要和电网的故障情况，vsg需要在两种运行状态之间灵活切换，但由于两种运行状态的控制方法存在着不同，在由离网状态转成并网状态时变流器输出电压和电网电压在频率、幅值和相位上可能会有所不同，而这很有可能造成并网过程中的冲击，产生的冲击电流会影响电子器件的正常运行，严重时可能会造成损坏，最终导致系统稳定性下降，并网失败。为此，如何将变流器系统从离网状态平滑地切换到并网状态、不产生剧烈的冲击和波动、保证系统的稳定运行是一个非常重要的问题，，进行将pcs输出电压特性调整到与电网一致和消除相位偏差是保证并网稳定运行的关键。>
3、在预同步控制中，虚拟同步发电机(virtual synchronous generator，vsg)技术应用最为广泛，传统预同步控制利用锁相环来采集电网侧幅值、频率和相位信息，参照锁相环输出信息不断调整vsg输出电压，通过线路阻抗的固定压差使并网点电压与电网电压同步，通过pi控制器分别将电压差和相角差接入q－u控制器和p－f控制器中，实现离网到并网的无缝切换实现友好并网。
4、如图1所示，传统的逆变器并网同步过程只改进vsg有功控制环，其包括，电网电压ug与dq轴的d轴重合，相位为θg，以角速度ωg旋转。逆变器端电压u相位为，以角速度ω旋转。电网电压与逆变器输出电压的相位差为δθ。当并网逆变器从离网切换到并网运行时，通过调节逆变器输出电压的角速度使逆变器输出电压与电网电压相位一致。电网电压与逆变器输出电压重合时uq＝0。通过控制uq＝0可以使两者相位一致。
5、但由于其引入了锁相环导致会影响预同步控制的准确度和速度、系统动态过程复杂，过程中频率波动幅度过大，对系统稳定性影响较大。且控制环节退出运行后出现输出功率跃变现象，无法满足新能源并网的主动支撑要求，不满足系统对稳定性的要求。
6、作为一种强大的非线性映射工具，径向基函数(radial basis function,rbf)神经网络在系统建模和控制领域展现出广阔的应用前景；rbf神经网络具有很好的泛化能力和逼近任意非线性函数的优势，因此，使用rbf神经网络能够在保证快速反应的同时，又能解决系统参数之间的非线性问题。进而，可设计rbf神经网络自适应调节vsg的转动惯量和阻尼系数及并网补偿值并应用于分数阶vsg控制器。
7、因此，提出一种一种含主动支撑能力的改进型rbf构网型变流器并网控制方法，以抑制并网有功在扰动情况下出现动态振荡与功率超调，降低超调量，保证离/并网模式的平滑切换，提高并网控制的鲁棒性和稳定性以及缩小相位误差是本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种含主动支撑能力的改进型rbf构网型变流器并网控制方法，能够通过无锁相环的改进相位自追踪预同步方法响应电压偏差信号并对频率相位进行补偿，实时调整系统的转动惯量和阻尼系数来响应系统状态的变化，减小了扰动对系统频率和输出有功功率的影响，改善了系统的动态响应过程，降低由转子运动方程带来的系统输出功率分配误差及超调量，提高系统并网性能及稳定性，能够有效地控制电网频率，提高电网电能质量。具体技术方案如下：
2、一种含主动支撑能力的改进型rbf构网型变流器并网控制方法，包括如下过程：
3、s100：并网逆变器运行在孤岛状态，虚拟同步发电机的有功功率环得到电压相位θ，并将其初始阻尼和虚拟惯量参数作为rbf神经网络的输入，并实时比对转子运动方程，对控制误差进行控制调节；
4、所述转子运动方程如下：
5、
6、式中，j和d分别代表转动惯量和阻尼系数；pm表示机械功率；pe表示电磁功率；tm和te分别为同步发电机的机械扭与电磁扭矩；
7、s200：将虚拟同步发电机经过有功功率环得到的角度θ与滤波器相位后移的电角度δθl相加得到并网逆变器的调制波电角度θn；
8、s300：通过对电网侧电流电压进行采样，对并网逆变器输出电压相位进行调节；将电网电压经过3s/2s变换得到uga和ugb，将虚拟同步发电机有功功率环输出相角θ输入2s/2r变换得到逆变器d轴与q轴分量ugq、ugd，与网侧参考值进行比较后，对得到的差值进行pi调节，将pi调节器输出的δω，补偿给vsg的有功功率环；
9、s400：电压同步调整；具体过程：将储能变流器的电网电压进行3s/2s变换，然后经过电压幅值计算模块得到ugm；以电网电压幅值ugm为给定，逆变器输出电压幅值um为反馈，对得到的差值进行pi调节，将pi调节器的输出δu补偿给虚拟同步发电机无功功率环的电压给定，即可调节逆变器的输出电压幅值，最终使逆变器输出电压幅值跟踪电网电压幅值，完成逆变器与网侧电压同步；
10、步骤500：根据初值g2(s)和转子运动方程确定初始相角及角频率；并根据改进预同步控制中输出的角速度补偿量及阻尼惯量参数；由并神经网络评价函数e(k)确定是否更新权值，进而根据神经网络进行自适应调整虚拟惯量j、阻尼系数d和角速度偏差量δω，更新并网的角速度偏差，使其更拟合网侧数值；
11、所述初值g2(s)通过以下公式确定：
12、
13、s600：判断三者是否落在了给定的取值范围内，如果落入，得到下一时刻的值；由下式计算得到等效补偿角动量，将虚拟惯量j和阻尼系数d及相位调节的反馈量返回至vsg控制方程，最后当电网电压与并网逆变器输出电压频率、电角度且幅值一致时，闭合pcc，完成并网；
14、根据有功闭环传递函数的表达式求得vsg系统的固定角频率ωn和阻尼比ξ，
15、
16、式中，kω为vsg调差系数，e为电压电动势；
17、系统由阻尼比及频率扰动的调节时间为：
18、通过调节时间来判断rbf迭代出的阻尼和惯量是否满足系统稳定性要求。
19、优选的，所述rbf神经网络参数如下：
20、神经网络器：
21、
22、式中，i＝1,2,…5本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种含主动支撑能力的改进型RBF构网型变流器并网控制方法，其特征在于，包括如下过程：
2.根据权利要求1所述一种含主动支撑能力的改进型RBF构网型变流器并网控制方法，其特征在于，所述RBF神经网络参数如下：
【技术特征摘要】
1.一种含主动支撑能力的改进型rbf构网型变流器并网控制方法，其特征在于，包括如下过程：
2.根据权...
【专利技术属性】
技术研发人员：李明，宗思佳，甫日甫才仁，亚夏尔·吐尔洪，郑云平，兰承龙，苏迈雅·艾克帕尔，赵清华，阿拜·朱马别克，马建功，克帕依吐·吐尔逊，
申请(专利权)人：国网新疆电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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