[发明专利]一种提高低压微电网频率瞬时稳定性的调控方法

权利要求书

1.一种提高低压微电网频率瞬时稳定性的调控方法，其特征是包括以下步骤：

S1，将含有储能单元的低压微电网虚拟成同步发电机(VSG)模型

设：所述的低压微电网中有n台DG，DG接口为电力电子型逆变器接口，经过开关S_k接入大电网，当开关S_k断开时低压微电网处在孤岛运行状态，P_e为电磁功率，T和T_i分别为虚拟同步发电机模型的机械转矩和电磁转矩，单位为N.m，其中T＝P/ω，J为转子的转动惯量，单位为kg.m²,ω^*为参考电角速度,ω_s为实际电角速度，D为定常阻尼系数，e为感应电动势，M_f为励磁绕组和磁场绕组之间的最大互感，i_e为励磁电流，δ为电角度，P为微电网中DG输出有功功率，Q为微电网DG输出无功功率，ω为微电网实际电角速度；

在传统虚拟同步发电机(VSG)的数学模型为：

Jω_ss＝(T-T_i)-D(ω^*-ω_s)     (1)；

Ti=Peωs=32Mfieicosδ---(2);]]>

e＝ω_sM_fi_e sinδ           (3)；

Q=32Mfieisinδ---(4);]]>

由公式(1)得低压微电网孤岛状态下实现有功功率分配的T/ω下垂函数即参考电角速度表示为：

ω^*＝ω_s-m(T-T_i)        (5)；

S2，在低压微电网不同频率偏差情况下采用不同的下垂系数调频：

mdroop=m-km(kn)logD|Δω|ifΔω>|Δωmax|mifΔω≤|Δωmax|---(6)]]>

其中：m_droop为低压微电网总体下垂控制，k_m和k_n为低压微电网受到扰动时T-ω下垂增益，k_m和k_n为低压微电网受到扰动时T-ω下垂增益；

只考虑阻尼系数D>0的情况，进行调频，调控方法如下式所示：

令：ω*=ωs-(m-km(kn)logD|Δω|)(T-Ti)---(7);]]>

其中Δω＝ω_s-ω，k_m和k_n为低压微电网受到扰动时T-ω下垂增益；

虚拟阻尼系数D由系统最大电磁转矩ΔT_max和系统最大频率偏差Δω_max求得：

D=Tmaxωs-ω*---(8);]]>

km=ΔTmax(kn)logD|Δωmax|---(9);]]>

参数Δω_max设计取值应满足国际标准IEEE1547的中的规定；

S3，进行Q-ω和Q/T下垂控制协调二次调频

传统二次调频方程为：

Δf=-ΔPload-ΔPGK---(10);]]>

由公式(2)、(3)、(4)和(10)推导得：

ΔP=Δeie=32[ΔQ-(kp+kis)Δω1-kTΔT]---(11);]]>

本发明的二次调频方程为：

Δω2=Δω1-ΔP1+k1+k2s+kT---(12);]]>

其中：u为逆变器参考电压，k为无功控制增益系数；公式(12)中Δω₁和Δω₂分别为一次调频和二次调频后的电角速度。

2.根据权利要求所述的提高低压微电网频率瞬时稳定性的调控方法，其特征是：所述的步骤S3中在系统一次调频之后进行二次调频时，首先进行Q-ω二次初始调频，并自动检测二次初始调频后电角速度Δω_T，启动Q/T调节；其次在一次调频和二次初始调频基础上逐步提高逆变器的VSG模型的机械转矩，最终增大有功输出，实现频率无差调节。