[发明专利]储能电压型换流器MPC及VSG协调控制方法和装置

说明书

本申请提出了一种储能电压型换流器MPC及VSG协调控制方法，涉及储能换流器控制技术领域，其中，该方法包括：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，建立第二预设时刻功率MPC离散域矩阵方程；将功率MPC离散域矩阵方程作为VSG转子运动方程和无功调节方程的上层控制系统，通过功率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。本申请使用模仿同步发电机特性的虚拟同步机VSG控制，实现储能系统对电网的虚拟惯性、阻尼支撑。

技术领域

本申请涉及储能换流器控制技术领域，尤其涉及一种储能电压型换流器MPC（Model Predictive Control，模型预测控制）及VSG（Virtual Synchronous Generation，虚拟同步机）协调控制方法和装置。

背景技术

作为能源变革关键技术之一的储能技术，因为其可以为电网提供调峰、调频、应急响应等多种辅助服务，近年来受到了业内的广泛关注。为了实现储能系统友好型并网，为电网提供稳定电压、频率支撑，需要开展储能换流器控制策略研究。

目前在储能换流器控制领域，大多采用双闭环控制、无差拍控制来实现电压、频率动态响应。但常规控制策略无法维持分布式电源高渗透率下非同步储能换流器控制系统稳定。

发明内容

本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本申请的第一个目的在于提出一种储能电压型换流器MPC及VSG协调控制方法，解决了现有方法无法维持分布式电源高渗透率下非同步储能换流器控制系统稳定的技术问题，通过使用模仿同步发电机特性的虚拟同步机VSG控制，实现储能系统对电网的虚拟惯性、阻尼支撑，同时将MPC控制作为储能电压型换流器PCS的VSG控制上层控制系统，将MPC控制输出值作为VSG有功功率、无功功率参考值，实时修正VSG功率，提高控制系统稳定性，避免频率振荡。

本申请的第二个目的在于提出一种储能电压型换流器MPC及VSG协调控制装置。

本申请的第三个目的在于提出一种计算机设备。

本申请的第四个目的在于提出一种非临时性计算机可读存储介质。

为达上述目的，本申请第一方面实施例提出了一种储能电压型换流器MPC及VSG协调控制方法，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；将储能电压型换流器的功率MPC离散域矩阵方程作为VSG转子运动方程和无功调节方程的上层控制系统，通过功率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。

可选地，在本申请的一个实施例中，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；

根据电流变化率数学模型和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。

可选地，在本申请的一个实施例中，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：