1.一种基于模型预测虚拟同步机控制的储能调频方法,其特征在于,包括如下步骤:(1)将储能系统中变换器的输入功率的增加量以及输出频率的增加量作为控制代价,建立代价函数;(2)以输出频率的增加量最小为目标,求解代价函数,得到输入功率的增加量,用于对储能系统中变换器的输入功率进行补偿;所述代价函数的建立方式为:建立一段时间下储能系统中变换器的输出频率随输入功率变化的状态方程,将状态方程中的一段时间离散成多步,得到储能系统中变换器在每一步中由输入功率预测输出频率的预测模型;利用预测模型预测输入功率的增加量,将储能系统中变换器的输入功率的增加量以及输出频率的增加量作为控制代价,建立代价函数;所述代价函数为:输入功率的增加量和输出频率的增加量的加权平方和;所述代价函数为:其中,C为代价函数,α为输出频率的增加量的权重,β为输入功率的增加量的权重,Δω(k+i)为第k+i步的输出频率的增加量,ΔP m (k-1+i)为第k-1+i步的输入功率的增加量,N为总步数;所述第k+i步的输出频率的增加量为:Δω(k+i)=AΔω(k-1+i)+B m ΔP m (k-1+i)+B e ΔP e (k-1+i)其中,Δω(k-1+i)为第k-1+i步的输出频率的增加量,ΔP e (k-1+i)为第k-1+i步的输出功率的增加量,A、B m 和B e 分别为第一系数、第二系数和第三系数,表示为:其中,J为储能系统虚拟转动惯量系数,D为储能系统虚拟阻尼系数,T s 为离散化时的采样时间,即每一步的长度,ω n 为储能系统的额定角频率,τ的范围是0-T s 。
2.如权利要求1所述的一种基于模型预测虚拟同步机控制的储能调频方法,其特征在于,所述α的取值范围为0.8-0.9,β的取值范围为0.1-0.2,α与β之和为1。
3.如权利要求1或2项所述的一种基于模型预测虚拟同步机控制的储能调频方法,其特征在于,所述代价函数的约束条件为:输出频率的增加量的取值范围为[-0.2,+0.2],输入功率的增加量的取值范围为[-0.04P ref ,+0.04P ref ],其中,P ref 表示储能系统的有功功率额定值。
4.一种基于模型预测虚拟同步机控制的储能调频系统,其特征在于,包括应用于储能系统的变换器中的虚拟同步机,所述虚拟同步机,用于将储能系统中变换器的输入功率的增加量以及输出频率的增加量作为控制代价,建立代价函数;以输出频率的增加量最小为目标,求解代价函数,得到输入功率的增加量,对储能系统中变换器的输入功率进行补偿;所述虚拟同步机包括:状态方程建立模块,用于建立一段时间下储能系统中变换器的输出频率随输入功率变化的状态方程;预测模型建立模块,用于将状态方程中的一段时间离散成多步,得到储能系统中变换器在每一步中由输入功率预测输出频率的预测模型;代价函数建立模块,用于利用预测模型预测输入功率的增加量,将储能系统中变换器的输入功率的增加量以及输出频率的增加量作为控制代价,建立代价函数;所述代价函数为:其中,C为代价函数,α为输出频率的增加量的权重,β为输入功率的增加量的权重,Δω(k+i)为第k+i步的输出频率的增加量,ΔP m (k-1+i)为第k-1+i步的输入功率的增加量,N为总步数;所述第k+i步的输出频率的增加量为:Δω(k+i)=AΔω(k-1+i)+B m ΔP m (k-1+i)+B e ΔP e (k-1+i)其中,Δω(k-1+i)为第k-1+i步的输出频率的增加量,ΔP e (k-1+i)为第k-1+i步的输出功率的增加量,A、B m 和B e 分别为第一系数、第二系数和第三系数,表示为:其中,J为储能系统虚拟转动惯量系数,D为储能系统虚拟阻尼系数,T s 为离散化时的采样时间,即每一步的长度,ω n 为储能系统的额定角频率,τ的范围是0-T s 。