【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电力系统控制，尤其涉及一种基于阻尼比的虚拟同步惯量与阻尼协调控制方法及系统。
技术介绍
1、随着分布式电源在传统电网中的所占比重越高，电力电子器件的数量就越多，电网已不具备传统电网中同步发电机所提供的惯量支撑，逐渐呈现出“低惯量”、“弱阻尼”等特点，电网系统因惯量与阻尼缺失而引发的稳定性问题尤为突出。与传统下垂控制相比，虚拟同步机(virtual synchronous generator，vsg)控制技术是通过对电力电子变换器进行控制，模拟传统电力系统同步发电机转子运动特性，使其具有调频调压等特性的同时取得一定的惯量与阻尼，使微电网系统获得了与同步机类似的抵抗外部扰动的能力。
2、微电网vsg控制从转动惯量和阻尼固定不变的控制策略向自适应调节虚拟参数的控制方向发展，能够改善微电网vsg的功率响应动态性能，提高微电网稳定性，但未改善系统的频率恢复特性。同时，vsg的惯性势能来自其储能单元或少数具有惯性势能的可再生能源发电装置。忽略电源端储能单元自身的充放电特性对系统虚拟惯量的约束作用，在一定程度上缺乏工程应用价值。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种基于阻尼比的虚拟同步惯量与阻尼协调控制方法及系统及可读存储介质，用于解决vsg系统输出频率和功率的动态响应差，导致vsg控制技术的工程实用性较低的技术问题。
2、第一方面，本专利技术提供一种基于阻尼比的虚拟同步惯量与阻尼协调控制方法及系统，包括：
3、构建基于虚拟同步机控制的并网小信号
4、根据所述并网小信号模型中同步机的功角曲线设定惯量选取规则；
5、根据所述惯量选取规则确定惯量的选取范围以及调节系数；
6、在所述选取范围内，根据所述调节系数构建阻尼比协调优化惯量与阻尼的虚拟同步控制策略，所述阻尼比的表达式为：
7、
8、式中，ξ为阻尼比，ξ1为设定的前期暂态阻尼比，用来加快系统响应前期速度，ξ0为设定的稳态阻尼比，ξ2为设定的后期暂态阻尼比，用于抑制功率阶跃响应后期超调，δω为角频率的暂态值，td为设定的角频率偏差裕度，δp为参考有功功率与虚拟有功输出功率之间的偏差。
9、第二方面，本专利技术提供一种基于阻尼比的虚拟同步惯量与阻尼协调控制方法及系统，包括：
10、第一构建模块，配置为构建基于虚拟同步机控制的并网小信号模型；
11、设定模块，配置为根据所述并网小信号模型中同步机的功角曲线设定惯量选取规则；
12、确定模块，配置为根据所述惯量选取规则确定惯量的选取范围以及调节系数；
13、第二构建模块，配置为在所述选取范围内，根据所述调节系数构建阻尼比协调优化惯量与阻尼的虚拟同步控制策略，所述阻尼比的表达式为：
14、
15、式中，ξ为阻尼比，ξ1为设定的前期暂态阻尼比，用来加快系统响应前期速度，ξ0为设定的稳态阻尼比，ξ2为设定的后期暂态阻尼比，用于抑制功率阶跃响应后期超调，δω为角频率的暂态值，td为设定的角频率偏差裕度，δp为参考有功功率与虚拟有功输出功率之间的偏差。
16、第三方面，提供一种电子设备，其包括：至少一个处理器，以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器，其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行本专利技术任一实施例的阻尼比协调惯量与阻尼的虚拟同步控制方法的步骤。
17、第四方面，本专利技术还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序指令被处理器执行时，使所述处理器执行本专利技术任一实施例的阻尼比协调惯量与阻尼的虚拟同步控制方法的步骤。
18、本申请的一种基于阻尼比的虚拟同步惯量与阻尼协调控制方法及系统，分析了有功功率与虚拟有功输出功率之间的偏差与频率微分的关系，并用其替代频率偏差实现了惯量的连续调节，避免引入微分信号，减少了高频噪声的引入；通过设置惯量调节系数选取原则，一方面增大了惯量的调节范围，能够更好的抑制频率偏差以及频率变化率，另一方面避免了惯量过低造成频率失稳，增强了电力系统的稳定性；设计了阻尼比协调策略，通过阻尼的选取能够减小超调，减少储能充放次数，同时减少了调节时间，加快了功率和频率进入稳定的速度，增强了稳定性。
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1.一种基于阻尼比的虚拟同步惯量与阻尼协调控制方法及系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种阻尼比协调惯量与阻尼的虚拟同步控制方法，其特征在于，其中，所述并网小信号模型的表达式为：
3.根据权利要求1所述的一种基于阻尼比的虚拟同步惯量与阻尼协调控制方法及系统，其特征在于，所述惯量选取规则的表达式为：
4.根据权利要求1所述的一种阻尼比协调惯量与阻尼的虚拟同步控制方法，其特征在于，所述根据所述惯量选取规则确定惯量的选取范围以及调节系数包括：
5.根据权利要求1所述的一种阻尼比协调惯量与阻尼的虚拟同步控制方法，其特征在于，其中，通过阻尼比建立惯量与阻尼之间关联关系，表达式为：
6.一种基于阻尼比的虚拟同步惯量与阻尼协调控制方法及系统，其特征在于，包括：
7.一种电子设备，其特征在于，包括：至少一个处理器，以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器，其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1至5任一项所述的方法。p>
8.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时实现权利要求1至5任一项所述的方法。
...【技术特征摘要】
1.一种基于阻尼比的虚拟同步惯量与阻尼协调控制方法及系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种阻尼比协调惯量与阻尼的虚拟同步控制方法，其特征在于，其中，所述并网小信号模型的表达式为：
3.根据权利要求1所述的一种基于阻尼比的虚拟同步惯量与阻尼协调控制方法及系统，其特征在于，所述惯量选取规则的表达式为：
4.根据权利要求1所述的一种阻尼比协调惯量与阻尼的虚拟同步控制方法，其特征在于，所述根据所述惯量选取规则确定惯量的选取范围以及调节系数包括：
5.根据权利要求1所述的一种阻尼比协调惯量与阻尼的虚拟同...
【专利技术属性】
技术研发人员：熊永康，宋晓威，舒展，辛建波，何昊，赵伟哲，吴康，匡德兴，万子镜，刘奕晨，
申请(专利权)人：国网江西省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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