[发明专利]储能电压型换流器MPC及VSG协调控制方法和装置

权利要求书

1.一种储能电压型换流器MPC及VSG协调控制方法，其特征在于，包括：

获取储能电压型换流器的VSG转子运动方程和无功调节方程；

根据第一预设时刻储能电压型换流器的输出有功功率、无功功率离散域矩阵方程，建立第二预设时刻储能电压型换流器的功率MPC离散域矩阵方程；

将所述储能电压型换流器的功率MPC离散域矩阵方程作为所述VSG转子运动方程和无功调节方程的上层控制系统，通过所述功率MPC离散域矩阵方程计算得到VSG有功功率、无功功率参考值，将所述VSG有功功率、无功功率参考值发送到VSG控制环节中，实时修正VSG功率。

2.如权利要求1所述的储能电压型换流器MPC及VSG协调控制方法，其特征在于，所述获取储能电压型换流器的VSG转子运动方程和无功调节方程，包括：

构建储能电压型换流器的电流变化率方程，对所述电流变化率方程进行Clark变换，得到坐标系下的电流变化率数学模型；

通过所述电流变化率数学模型得到储能电压型换流器在两相静止坐标系下的电压变化率数学模型；

根据所述电流变化率数学模型和所述电压变化率数学模型，得到储能电压型换流器的输出有功功率数学模型和输出无功功率数学模型；

根据所述输出有功功率数学模型和输出无功功率数学模型，将储能电压型换流器模拟成同步发电机模型，得到VSG转子运动方程和无功调节方程。

3.如权利要求2所述的储能电压型换流器MPC及VSG协调控制方法，其特征在于，在根据第一预设时刻储能电压型换流器的输出有功功率、无功功率离散域矩阵方程，建立第二预设时刻储能电压型换流器的功率MPC离散域矩阵方程之前，包括：

根据所述输出有功功率数学模型和输出无功功率数学模型，得到储能电压型换流器的输出功率瞬时变化率数学模型；

将所述电流变化率数学模型和所述电压变化率数学模型代入所述输出功率瞬时变化率数学模型，得到储能电压型换流器在两相静止坐标系下的有功功率变化率数学模型和无功功率变化率数学模型；

对所述有功功率变化率数学模型和无功功率变化率数学模型，进行离散化处理，得到第一预设时刻储能电压型换流器的输出有功功率MPC数学模型和输出无功功率MPC数学模型；

根据所述输出有功功率MPC数学模型和输出无功功率MPC数学模型，得到第一预设时刻储能电压型换流器的有功功率、无功功率离散域矩阵方程。

4.如权利要求1所述的储能电压型换流器MPC及VSG协调控制方法，其特征在于，所述将所述储能电压型换流器的功率MPC离散域矩阵方程作为所述VSG转子运动方程和无功调节方程的上层控制系统，通过所述功率MPC离散域矩阵方程计算得到VSG有功功率、无功功率参考值，将所述VSG有功功率、无功功率参考值发送到VSG控制环节中，实时修正VSG功率，包括：

通过功率计算得到VSG有功功率、无功功率；

通过所述功率MPC离散域矩阵方程计算得到VSG有功功率、无功功率参考值，并通过使两步MPC频率偏差功率约束函数值最小，不断修正VSG有功功率、无功功率参考值；

将所述VSG有功功率、无功功率参考值发送到VSG控制环节中，使用所述VSG有功功率、无功功率参考值实时修正所述VSG有功功率、无功功率。

5.如权利要求4所述的储能电压型换流器MPC及VSG协调控制方法，其特征在于，所述两步MPC频率偏差功率约束函数表示为：

其中，表示两步MPC频率偏差功率约束函数，为两步MPC最大预测范围，为k+2时刻的锁相环PLL采样角频率信号，为额定角频率，为MPC算法控制域，为k+2时刻的MPC控制输入量。

6.如权利要求1所述的储能电压型换流器MPC及VSG协调控制方法，其特征在于，所述第二预设时刻储能电压型换流器的功率MPC离散域矩阵方程表示为：

其中，为系数矩阵，为两步模型控制有功功率预测值，为两步模型控制无功功率预测值，为输出有功功率MPC数学模型，为输出无功功率MPC数学模型，为两相静止坐标系下轴交流电网侧电压，为两相静止坐标系下轴交流电网侧电压。