一种抑制电力系统低频振荡的VSG有功控制方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114362211A(43)申请公布日2022.04.15(21)申请号202210060423.7(74)专利代理机构沈阳智龙专利事务所(普通(22)申请日2022.01.19合伙)21115代理人王聪耀宋铁军(71)申请人国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院(51)Int.Cl.地址110006辽宁省沈阳市和平区四平街H02J3/24(2006.01)39号H02J3/38(2006.01)申请人沈阳工业大学大连理工大学H02P21/14(2016.01)大连融科储能技术发展有限公司H02P21/18(2016.01)沈阳农业大学国家电网有限公司H02P21/20(2016.01)(72)发明人朱钰闫振宏卢盛阳王会斌孟令林王海鑫杨俊友王同张武洋蔡玉朋于同伟楚天丰厍世达卢岩宋保泉王英明蒋顺平刘东奇张蓉张莉王宁王慧王俊赵福志闫磊权利要求书2页说明书5页附图3页(54)发明名称一种抑制电力系统低频振荡的VSG有功控制方法(57)摘要本发明涉及抑制电力系统低频振荡的VSG有功控制方法，步骤为：检测虚拟同步发电机的输出电角速度，得到机械功率；由机械功率得到机械转矩，由测量得到的电磁功率得到电磁转矩；由两个阻尼支路构成阻尼反馈得到阻尼转矩；由当前虚拟同步发电机输出电角速度的变化量及其变化趋势作为振荡抑制算法的两个输入信号，输出转动惯量；机械转矩、电磁转矩、阻尼转矩和转动惯量整合至虚拟同步发电机的有功控制回路中，最终得到电角度，参与虚拟同步发电机抑制电力系统低频振荡。本发明克服了传统VSG中固定转动惯量无法抑制电力系统低频振荡的问题，通过测量变化量及变化趋势，及时改变转动惯量从而抑制电力系统有功功率低频振荡。CN114362211ACN114362211A权利要求书1/2页1.一种抑制电力系统低频振荡的VSG有功控制方法，其特征在于，步骤为：步骤1、检测虚拟同步发电机的输出电角速度ωm，通过机械功率模型得到机械功率Pm；步骤2、将各路转矩整合，由机械功率Pm通过机械转矩模型得到机械转矩Tm，由测量得到的电磁功率Pe通过电磁转矩模型得到电磁转矩Te；由D1(ωn‑ωm)和D2(ωn‑ωpll)两个阻尼支路构成阻尼反馈通过阻尼转矩模型得到阻尼转矩TD；步骤3、由当前虚拟同步发电机输出电角速度ωm的变化量Δω及其变化趋势作为振荡抑制算法的两个输入信号，通过振荡抑制算法输出有利于抑制当前电网功率、频率低频振荡的转动惯量J；步骤4、经步骤2、3得到了机械转矩Tm、电磁转矩Te、阻尼转矩TD和转动惯量J整合至虚拟同步发电机的有功控制回路中，最终得到虚拟同步发电机输出的电角度θ，参与虚拟同步发电机抑制电力系统低频振荡。2.根据权利要求1所述的抑制电力系统低频振荡的VSG有功控制方法，其特征在于，步骤1中机械功率模型为：Pm＝Kp(ωn‑ωm)+Pref式中，Pm为机械功率，Kp为有功下垂系数，ωn为额定角速度，ωm为电角速度，Pref为有功功率参考值。3.根据权利要求1所述的抑制电力系统低频振荡的VSG有功控制方法，其特征在于，步骤2中机械转矩模型为：式中，Tm为机械转矩，Pm为机械功率，ωn为额定角速度；电磁转矩模型为：式中，Te为电磁转矩，Pe为电磁功率，ωn为额定角速度；阻尼转矩模型为：TD＝D1(ωn‑ωm)+D2(ωn‑ωpll)式中，TD为阻尼转矩，D1为第一条阻尼支路的阻尼系数，D2为第二条阻尼支路的阻尼系数，ωn为额定角速度，ωm为电角速度，ωpll为对电网锁相得到的电角速度。4.根据权利要求1所述的抑制电力系统低频振荡的VSG有功控制方法，其特征在于，振荡抑制算法如下式所示：J＝Jref+KJ*J0式中，Jref为转动惯量参考值，J0为转动惯量变化叠加值，KJ为转动惯量变化系数。5.根据权利要求4所述的抑制电力系统低频振荡的VSG有功控制方法，其特征在于，转动惯量变化系数KJ的取值情况如下式：2CN114362211A权利要求书2/2页式中，ωm为电角速度，Δω为电角速度ωm的变化量。3CN114362211A说明书1/5页一种抑制电力系统低频振荡的VSG有功控制方法技术领域[0001]本发明属于新能源并网领域，具体涉及一种抑制电力系统低频振荡的VSG有功控制方法。背景技术[0002]随着我国经济不断发展，对能源的需求量不断扩大，然而，传统的不可再生的化石能源逐渐面临枯竭，能源转型势在必行。新能源间歇性、波动性和不稳定性给电力系统安全稳定运行带来了巨大的挑战，其中，新能源并网并不能像传统同步发电机一样为电力系统提供大量的惯性和阻尼，这就导致了含高比例清洁能源、高比例电力电子装置的“双高”电网极易引发电力系统低频振荡，如何让新能源并网具有传统同步发电机并网的