[发明专利]一种并网模式下虚拟同步发电机虚拟惯量的控制方法

说明书

本发明公开了一种并网模式下虚拟同步发电机虚拟惯量的控制方法、装置、设备以及计算机可读存储介质，包括：根据电网角频率与额定角频率的差值判断电网频率是否发生偏差；若所述电网频率发生偏差，根据系统调整时间、虚拟同步发电机角频率超调量和虚拟同步发电机功率超调量三个动态指标，利用粒子群算法离线搜寻电网频率偏差下的最优虚拟惯量值。本发明所提供的方法、装置、设备以及计算机可读存储介质，运用粒子群算法离线搜寻最优虚拟惯量值，以应对电网频率偏差下的虚拟同步发电机输出有功功率波动。

技术领域

本发明涉及电力系统技术领域，特别是涉及一种并网模式下虚拟同步发电机虚拟惯量的控制方法、装置、设备以及计算机可读存储介质。

背景技术

近些年来，随着能源问题日渐突出，基于风能、光伏等可再生能源的分布式发电技术(Distributed Generation，DG)的应用率逐步增加。而作为分布式能源并网的关键设备，并网逆变器在电力系统中的应用也水涨船高。与传统同步发电机(SynchronousGenerator，SG)相比，通过逆变器并入电网的分布式电源具有反应速度快、控制方式灵活等优点，但缺少类似于SG的惯性和阻尼特性，影响电力系统稳定性。

为了解决该问题，通过建立储能能量与系统频率之间的动态关系来模拟SG外特性的虚拟同步发电机技术(Virtual Synchronous Generator，VSG)应运而生。该控制技术既具有SG的下垂、阻尼和惯量特性，又有参数自由配置的优势，具有提升系统稳定性的作用，已经成为当下的研究热点。作为一项新兴技术，虚拟同步发电机技术仍有许多问题有待解决。其中之一，便是在并网模式下，当电网频率出现偏差时，虚拟同步机输出有功功率会发生波动。在微电网、农村电网以及联合电网的边缘部分的电能质量较差，电网频率不能够保证为标准的50Hz，并且受负荷波动的影响，电网频率偏差存在随机性。而现有的VSG分析以及控制方式无法应对电网频率偏差下的有功功率波动。

综上所述可以看出，如何提供一种可以应对电网频率偏差的虚拟同步发电机虚拟惯量控制方法是目前有待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种并网模式下虚拟同步发电机虚拟惯量的控制方法、装置、设备以及计算机可读存储介质，以解决现有技术中的VSG分析及控制方式无法应对电网频率偏差下的有功功率波动的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种并网模式下虚拟同步发电机虚拟惯量的控制方法，包括：根据电网角频率与额定角频率的差值判断电网频率是否发生偏差；若所述电网频率发生偏差，根据系统调整时间、虚拟同步发电机角频率超调量和虚拟同步发电机功率超调量三个动态指标，利用粒子群算法离线搜寻电网频率偏差下的最优虚拟惯量值；其中，所述系统调整时间为虚拟同步发电机角频率到达并保持在稳态值允许误差范围内所需要的时间。

优选地，所述若所述电网频率发生偏差，根据系统调整时间、虚拟同步发电机角频率超调量和虚拟同步发电机功率超调量三个动态指标，利用粒子群算法离线搜寻电网频率偏差下的最优虚拟惯量值包括：

根据所述系统调整时间、所述虚拟同步发电机角频率超调量和所述虚拟同步发电机功率超调量，构建关于虚拟同步发电机的虚拟惯量的待优化目标函数f；

将所述虚拟惯量的优化区间设置在欠阻尼范围内，利用粒子群算法在所述优化区间内搜寻最小函数值f_min对应的所述最优虚拟惯量值。

优选地，所述根据所述系统调整时间、所述虚拟同步发电机角频率超调量和所述虚拟同步发电机功率超调量，构建关于虚拟同步发电机的虚拟惯量的待优化目标函数f包括：

构建所述待优化目标函数f＝at_s+bP_δ+cw_δ；

其中，a、b、c为权重系数，且a+b+c＝1；