有效
一种资源感知型变流器构网控制方法及系统
朱介北、胡一凡、杨立滨、李正曦、刘晓龙、俞露杰、王恺、卢国强、苟晓侃、周万鹏、刘庭响、安娜、曹志梅、王子明
天津大学
朱
朱介北 专利 85
天津大学交流配电供电配电储能发电变电配电
胡
胡一凡 专利 5
天津大学供电配电储能发电变电配电交流配电
杨
杨立滨 专利 414
上海交通大学交流配电供电配电储能储能系统
李
李正曦 专利 334
国网青海省电力公司清洁能源发展研究院储能系统交流配电供电配电储能
刘
刘晓龙 专利 4
天津大学供电配电储能发电变电配电交流配电
俞
俞露杰 专利 51
天津大学供电配电储能发电变电配电电学
王
王恺 专利 184
清华大学交流配电供电配电储能信息通信行业流程
卢
卢国强
机构 暂无技术领域 暂无
苟
苟晓侃
机构 暂无技术领域 暂无
周
周万鹏 专利 230
浙江嘉恒科创有限公司储能系统H02J103/00交流配电
刘
刘庭响 专利 203
国网青海省电力公司经济技术研究院H02J103/00交流配电供电配电储能
安
安娜 专利 169
华北电力大学交流配电供电配电储能行政管理
曹
曹志梅
机构 暂无技术领域 暂无
王
王子明 专利 18
清华大学储能系统电学供电配电储能
摘要
本发明属于新能源构网控制技术领域,公开了一种资源感知型变流器构网控制方法及系统,其能够在保持直流母线电压水平的前提下实现新能源构网运行的资源感知型构网控制策略,通过调节从新能源发电资源中提取的功率来控制注入电网的功率,实现新能源发电装置、构网变流器和电网间的协调运行;并通过引入直流电压控制环节,稳定直流侧电压,保证系统稳定运行。此外,本发明还具备控制结构灵活,计算需求低,功能丰富的优势,有利于大规模实际应用。
1.一种资源感知型变流器构网控制方法,其特征在于:包括如下步骤:在内电势相位生成环节,将新能源发电装置输出的有功功率实际值P rpg 与构网变流器输出有功功率P gfm 相减,所得差值与有功环调节因子k 1 相乘,得到有功调节参数P tune ;基于构网变流器直流侧电压实际值v dc 获取电压调节参数v tune ;基于得到的有功调节参数P tune 与电压调节参数v tune 获取构网系统内电势相位θ;在内电势幅值生成环节,将无功功率给定值Q ref 与无功阻尼量Q d 相加,所得数值与构网变流器输出无功功率Q gfm 相减,所得差值除以电压积分系数K并积分处理得到构网系统内电势幅值E;依据构网系统内电势相位θ和构网系统内电势幅值E进行三相调制波计算并生成PWM调制波,驱动构网变流器;所述基于得到的有功调节参数P tune 与电压调节参数v tune 获取构网系统内电势相位θ的方法为:将有功调节参数P tune 与电压调节参数v tune 相加,所得数值与构网系统基准角频率ω 0 相加,得到构网系统实际角频率ω,将构网系统实际角频率ω积分,求得构网系统内电势相位θ;所述无功阻尼量Q d 的表达式为:Q d =k q (V ref -V ac )其中,k q 为构网变流器无功阻尼系数,V ref 为构网变流器与电压交互处公共耦合点电压额定值,V ac 为构网变流器与电压交互处公共耦合点电压幅值。
2.根据权利要求1所述的一种资源感知型变流器构网控制方法,其特征在于:所述有功环调节因子k 1 的表达式为:其中,k d 为构网变流器阻尼系数,X L 为构网变流器交流侧滤波电感值,H为虚拟惯量,V ac 为构网变流器与电压交互处公共耦合点电压幅值,V gfm 为构网变流器调制电压幅值。
3.根据权利要求1所述的一种资源感知型变流器构网控制方法,其特征在于:所述基于构网变流器直流侧电压实际值v dc 获取电压调节参数v tune 的方法为:将构网变流器直流侧电压给定值v dcref 平方化并减去构网变流器直流侧电压实际值v dc 的平方,将所得数值与电压环调节因子k 2 相乘,得到电压调节参数v tune 。
4.根据权利要求3所述的一种资源感知型变流器构网控制方法,其特征在于:所述电压环调节因子k 2 的参数选择方法为:根据已确定的构网变流器直流侧支撑电容值来选择,具体为:当构网变流器直流侧支撑电容值已确定时,电压环调节因子k 2 的表达式为:其中,Δω min 为构网变流器变频器能够正常工作的频率范围,Δv dcmax 为构网变流器直流侧电压的最大允许变化范围。
5.根据权利要求3所述的一种资源感知型变流器构网控制方法,其特征在于:所述电压环调节因子k 2 的参数选择方法为:根据应用所需的虚拟惯量来选择电压环调节因子k 2 的参数,电压环调节因子k 2 的表达式为:其中,C为构网变流器直流侧支撑电容值,H为虚拟惯量,ω 0 为构网系统基准角频率,P n 为构网系统额定有功值。
6.一种资源感知型变流器构网控制系统,其特征在于:包括有功功率控制模块、直流电压控制模块、内电势相位生成模块、内电势幅值生成模块、三相调制波计算模块以及PWM调制模块,所述的有功功率控制模块,用于基于新能源发电装置输出的有功功率实际值P rpg 与构网变流器输出有功功率P gfm ,通过将所得差值与有功环调节因子k 1 相乘,得到有功调节参数P tune ;所述的直流电压控制模块,用于控制构网变流器直流侧电压实际值v dc 达到构网变流器直流侧电压给定值v dcref ,并获得电压调节参数v tune ;所述的内电势相位生成模块,用于基于有功调节参数P tune 、电压调节参数v tune 和构网系统基准角频率ω 0 ,获得构网系统内电势相位θ;所述的内电势幅值生成模块,用于基于无功功率给定值Q ref 、无功阻尼量Q d 和构网变流器输出无功功率Q gfm ,获得构网系统内电势幅值E;所述的三相调制波计算模块,用于通过构网系统内电势相位θ和构网系统内电势幅值E,生成三相调制波;所述的PWM调制模块,用于通过生成的三相调制波,生成PWM调制波,并驱动构网变流器;所述的内电势相位生成模块,用于基于有功调节参数P tune 、电压调节参数v tune 和构网系统基准角频率ω 0 ,获得构网系统内电势相位θ的方法为:将有功调节参数P tune 与电压调节参数v tune 相加,所得数值与构网系统基准角频率ω 0 相加,得到构网系统实际角频率ω,将构网系统实际角频率ω积分,求得构网系统内电势相位θ;所述无功阻尼量Q d 的表达式为:Q d =k q (V ref -V ac )其中,k q 为构网变流器无功阻尼系数,V ref 为构网变流器与电压交互处公共耦合点电压额定值,V ac 为构网变流器与电压交互处公共耦合点电压幅值;所述有功环调节因子k 1 的表达式为:其中,k d 为构网变流器阻尼系数,X L 为构网变流器交流侧滤波电感值,H为虚拟惯量,V ac 为构网变流器与电压交互处公共耦合点电压幅值,V gfm 为构网变流器调制电压幅值。
7.根据权利要求6所述的一种资源感知型变流器构网控制系统,其特征在于:所述的直流电压控制模块,用于控制构网变流器直流侧电压实际值v dc 达到构网变流器直流侧电压给定值v dcref ,并获得电压调节参数v tune 的方法为:将构网变流器直流侧电压给定值v dcref 平方化并减去构网变流器直流侧电压实际值v dc 的平方,将所得数值与电压环调节因子k 2 相乘,得到电压调节参数v tune 。
8.根据权利要求7所述的一种资源感知型变流器构网控制系统,其特征在于:所述电压环调节因子k 2 的参数选择方法为:根据已确定的构网变流器直流侧支撑电容值来选择,具体为:当构网变流器直流侧支撑电容值已确定时,电压环调节因子k 2 的表达式为:其中,Δω min 为构网变流器变频器能够正常工作的频率范围,Δv dcmax 为构网变流器直流侧电压的最大允许变化范围。
9.根据权利要求7所述的一种资源感知型变流器构网控制系统,其特征在于:所述电压环调节因子k 2 的参数选择方法为:根据应用所需的虚拟惯量来选择电压环调节因子k 2 的参数,电压环调节因子k 2 的表达式为:其中,C为构网变流器直流侧支撑电容值,H为虚拟惯量,ω 0 为构网系统基准角频率,P n 为构网系统额定有功值。
10.一种计算机可读存储介质,存储有计算机程序,其特征在于:所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至5中任一项所述的资源感知型变流器构网控制方法。



