[发明专利]基于光伏虚拟发电机的高频谐振抑制方法及系统

说明书

本发明提供一种基于光伏虚拟发电机的高频谐振抑制方法及系统。该基于光伏虚拟发电机的高频谐振抑制方法包括：根据三相电压信号和有功功率参考值得到网测控制电压d轴分量；根据三相电流信号和电压参考值得到网测控制电压q轴分量；输入网测控制电压d轴分量至d轴电流参考值模型得到d轴电流参考值；输入网测控制电压q轴分量至q轴电流参考值模型得到q轴电流参考值；输入d轴电流参考值至逆变器输出电压d轴分量模型得到逆变器输出电压d轴分量；输入q轴电流参考值至逆变器输出电压q轴分量模型得到逆变器输出电压q轴分量；根据逆变器输出电压d轴分量和逆变器输出电压q轴分量输出脉冲信号以控制光伏逆变器。本发明可以提高电网稳定性。

技术领域

本发明涉及光伏虚拟发电机领域，具体地，涉及一种基于光伏虚拟发电机的高频谐振抑制方法及系统。

背景技术

近年来，随着光伏发电技术的广泛应用，光伏发电在电力系统所占比例不断提高。然而，基于电力电子逆变器的光伏发电并网控制模式并未具备满足电力系统需求的固有惯性和调频调压控制的能力，在高渗透率光伏并网场景下，电网稳定性问题越发严峻。

现有VSG(Voltage Sag Generator，电压跌落发生器)技术的光伏逆变器既保留了电力电子接口电源特性，又表现出同步发电机特点，相比于常规光伏逆变器，其并网稳定性更加复杂。现有文献主要研究了基于常规和VSG技术的光伏逆变器单体及其在并网环节下稳定性问题，且侧重于同步频率谐振和低频谐振机理分析，而对于VSG技术应用于接入弱电网的光伏逆变器所产生的高频振荡现象及抑制作用尚未开展专题研究。

通过小扰动分析研究，现有光伏虚拟同步机的高频谐振模态和常规光伏逆变器基本一致，在其并网系统中，网侧环节参数的变化可能诱发高频谐振模态，且高频谐振频率随着网侧参数的变化而改变。而光伏虚拟同步机引入的有功下垂系数(KDp)或虚拟惯量(J)，在其增大或减小时，对光伏虚拟同步机并网系统的高频谐振特性基本没有影响。对于电感相对较大的弱电网，现有光伏虚拟同步机技术的并网系统阻尼较弱，其并网系统谐振频率增大，存在高频谐振风险。

发明内容

本发明实施例的主要目的在于提供一种基于光伏虚拟发电机的高频谐振抑制方法及系统，以抑制接入弱电网中光伏虚拟同步机的高频谐振现象，提高电网稳定性。

为了实现上述目的，本发明实施例提供一种基于光伏虚拟发电机的高频谐振抑制方法，包括：

对三相电压信号进行功率坐标变换得到e轴电磁功率；

对三相电流信号进行功率坐标变换得到d轴网侧电压分量；

对e轴电磁功率和有功功率参考值的差进行有功调频得到网测控制电压d轴分量；

对d轴网侧电压分量和电压参考值的差进行无功电压控制得到网测控制电压q轴分量；

创建d轴电流参考值模型、q轴电流参考值模型、逆变器输出电压d轴分量模型和逆变器输出电压q轴分量模型；

输入网测控制电压d轴分量、公共连接点电压d轴分量、虚拟电感、虚拟电阻和拉普拉斯变换算子至d轴电流参考值模型中，得到d轴电流参考值；

输入网测控制电压q轴分量、公共连接点电压q轴分量、虚拟电感、虚拟电阻和拉普拉斯变换算子至q轴电流参考值模型中，得到q轴电流参考值；

输入d轴电流参考值、第一比例积分控制器的比例系数、第一比例积分控制器的积分系数和拉普拉斯变换算子至逆变器输出电压d轴分量模型中，得到逆变器输出电压d轴分量；

输入q轴电流参考值、第二比例积分控制器的比例系数、第二比例积分控制器的积分系数和拉普拉斯变换算子至逆变器输出电压q轴分量模型中，得到逆变器输出电压q轴分量；

根据逆变器输出电压d轴分量和逆变器输出电压q轴分量进行脉冲宽度调制，生成并输出脉冲信号以控制光伏逆变器。