[发明专利]一种转动惯量自适应优化控制方法、装置、设备及介质

权利要求书

1.一种转动惯量自适应优化控制方法，其特征在于，包括：

采集虚拟同步发电机控制系统的参数；

根据虚拟同步发电机的转子运动方程以及有功功率计算公式函数建立虚拟同步发电机的小信号模型；

设置所述小信号模型的约束条件，根据所述约束条件计算得到所述虚拟同步发电机的转动惯量和阻尼系数的取值范围；所述小信号模型的约束条件为：

a₁≤ξ≤a₂

Re(s_i)＝-ω_nξ≤-a₅

D≥a₆

a₁-a₆为常数，根据实际情况选取；ξ为虚拟同步发电机控制系统的阻尼比；h和γ分别表示幅值裕度和相角裕度；Re(s_i)表示闭环极点的实部；D为虚拟同步发电机的阻尼系数，ω_n为二阶系统的自然振荡频率；根据所述约束条件可以得到所述转动惯量J和所述阻尼系数D的取值范围；

由所述转动惯量和所述阻尼系数的取值范围，根据转子角速度变化率自适应的调节转动惯量；

根据所述转动惯量和所述阻尼系数的取值范围，计算所述阻尼系数的边界条件，根据所述边界条件选取对应的阻尼系数；由所述虚拟同步发电机的转子运动方程得到转动惯量与转子角速度变化率成反比关系，则设置转动惯量的调节公式为：

式中：J_max为转动惯量的最大值，k_J为转动惯量调节系数，T_c为转子角速度变化率阈值，当所述转子角速度变化率小于等于所述角速度变化率阈值时，转动惯量为等效转动惯量J₀；所述J₀表示所述转子角速度变化率等于转子角速度变化率阈值时的等效转动惯量；Δω为转子角速度偏差，ω为极对数为1下的机械角速度，即电气角速度；

所述根据所述转动惯量和所述阻尼系数的取值范围，计算所述阻尼系数的边界条件，根据所述边界条件选取对应的阻尼系数，包括：

所述阻尼系数的边界条件为：

式中，ω₀为电网的额定角速度，E为虚拟同步发电机交流侧相电压幅值，U为交流电网相电压幅值，k_ω为角速度调节系数，J₁、J₂、J₃为计算阻尼系数的预设转动惯量取值，X_s为虚拟同步发电机与交流电网之间的阻抗和；

当所述转子角速度变化率大于所述转子角速度变化率阈值后，根据转子角速度偏差Δω和所述转子角速度变化率dω/dt调整所述转动惯量，转动惯量增加时，如果D₀位于所述约束条件限定的取值范围，则D＝D₀；如果D小于所述约束条件限定的取值范围，则D＝D_min；所述D₀表示所述转子角速度变化率等于所述转子角速度变化率阈值时的等效阻尼系数；

当转动惯量减小时，如果所述D₀位于所述约束条件限定的取值范围内，则D＝D₀；如果D大于所述约束条件限定的取值范围，则D＝D_max。

2.根据权利要求1所述的转动惯量自适应优化控制方法，其特征在于，所述采集虚拟同步发电机控制系统的参数，包括：

采集虚拟同步发电机控制系统的直流侧电压，虚拟同步发电机的网侧三相电压以及网侧三相电流。