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专利号: 2018111874479
申请人: 燕山大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 发电、变电或配电
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于VSG的微电网暂态自适应参数控制策略,其特征在于,所述方法包括以下步骤:步骤1,将带有储能的DG通过逆变器、LC滤波器,作为虚拟同步电机接入电网,构建基于VSG的微电网系统动态模型;其中,微电网系统动态模型为基于虚拟惯性转矩、虚拟阻尼因子的虚拟同步发电机的典型二阶模型;

步骤2,对微电网系统动态模型的虚拟惯性转矩和阻尼因子建立对应关系;

步骤3,对微电网系统动态模型进行训练配置关键参数;

步骤4,利用基于步骤2、3确定的微电网系统动态模型对基于VSG的微电网暂态自适应参数进行控制。

2.根据权利要求1所述的一种基于VSG的微电网暂态自适应参数控制策略,其特征在于,所述虚拟同步发电机的典型二阶模型主要由电磁部分与机械运动两部分组成,其为△δ=δ1-δref=∫(ω-ωref)dt             (2)△ω=ω-ωref                         (4)其中,Pm为机械功率,Pe为电磁功率,J为虚拟惯性转矩,D为虚拟阻尼因子,ωref为额定角频率,ω为电网实际角频率,△ω为角频率差值,Vref和δref为DG在额定条件下的电压幅值和相角,E和δ1为DG的输出电压幅值和相角,δ为VSG的相角,△δ为VSG的相角差。

3.根据权利要求1所述的一种基于VSG的微电网暂态自适应参数控制策略,其特征在于,所述步骤2中虚拟惯性转矩和阻尼因子建立对应关系为:J=kJ(ω-ωref)2+J0               (5)D=kDJ                             (6)式(5)中:J0和J为DG的稳态惯性转矩和虚拟惯性转矩,kJ为调节系数,系数k与d2ω/dt2取异号;

式(6)中:D为DG的虚拟阻尼因子,kD为阻尼调节系数。

4.根据权利要求1所述的一种基于VSG的微电网暂态自适应参数控制策略,其特征在于,其具体的步骤为:步骤1,将带有储能的DG通过逆变器、LC滤波器,作为虚拟同步电机接入电网,构建基于VSG的微电网系统动态模型;其中,微电网系统动态模型为基于虚拟惯性转矩、虚拟阻尼因子的虚拟同步发电机的典型二阶模型;其主要由电磁部分与机械运动两部分组成,其为△δ=δ1-δref=∫(ω-ωref)dt                  (2)△ω=ω-ωref                        (4)其中,Pm为机械功率,Pe为电磁功率,J为虚拟惯性转矩,D为虚拟阻尼因子,ωref为额定角频率,ω为电网实际角频率,△ω为角频率差值,Vref和δref为DG在额定条件下的电压幅值和相角,E和δ1为DG的输出电压幅值和相角,δ为VSG的相角,△δ为VSG的相角差;

步骤2,对微电网系统动态模型的虚拟惯性转矩和阻尼因子建立对应关系:J=kJ(ω-ωref)2+J0                        (5)D=kDJ                            (6)式(5)中:J0和J为DG的稳态惯性转矩和虚拟惯性转矩,kJ为惯性转矩调节系数,系数k与

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dω/dt取异号;

式(6)中:D为DG的虚拟阻尼因子,kD为阻尼调节系数;

步骤3,将式(3)~(6)代入到式(1)中,可得新型转子动态摇摆方程为:对式(7)进行线性化处理,并将式(2)代入其中可得:将式(8)中kJ值忽略改写为:

分析表达式(9)可知,该式为典型的二阶传递函数,则其自然振荡角频率和阻尼系数可通过表达式(10)和(11)所得根据同步发电机的自然振荡频率和阻尼系数范围,来确定稳态惯性转矩J0和阻尼调节系数kD的数值范围;

对于惯性转矩调节系数kJ的数值范围,由于在减速阶段过程中,其数值为负;所以kJ必须满足式(12),即J0-|kJ|(ω-ωref)2<0                      (12)所以惯性转矩调节系数kJ的数值范围为:

步骤4,利用基于步骤2、3确定的微电网系统动态模型对基于VSG的微电网暂态自适应参数进行控制。