专利汇可以提供一种基于虚拟同步机的光伏并网控制方法、装置及系统专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种基于虚拟同步机的光伏并网控制方法、装置及系统,其中一种基于虚拟同步机的光伏并网系统包括光伏 电池 板,DC/DC变换器,DC/AC逆变器;所述光伏电池板连接直流 母线 ,所述DC/DC变换器一端连接 直流母线 ,一端连接储能电池,直流母线连接所述DC/AC逆变器的直流侧,所述DC/AC逆变器的交流侧接入 变压器 。该控制方法用于解决光伏并网系统不能兼顾实现光伏阵列端 电压 控制和实现虚拟同步机功能的问题。,下面是一种基于虚拟同步机的光伏并网控制方法、装置及系统专利的具体信息内容。
1.一种基于虚拟同步机的光伏并网控制方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:
1)对于DC/DC变换器控制的步骤:基于功率外环、电流内环双闭环的控制方式,建立同步发电机电磁功率控制器模型,以同步发电机电磁功率控制器模型的输出作为功率环的指令值,模拟同步发电机惯性、阻尼以及频率-有功特性;
2)对于DC/AC逆变器控制的步骤:基于d-q坐标系的直流电压外环、桥臂电流内环双闭环控制方式,建立电压-无功下垂控制器模型,以电压-无功下垂控制器模型的输出作为无功电流环的指令值,模拟同步发电机电压-无功下垂特性;
该方法用于一种光伏并网系统,该光伏并网系统包括光伏电池板,DC/DC变换器,DC/AC逆变器;所述光伏电池板连接直流母线;所述DC/DC变换器一端连接直流母线,一端连接储能电池,直流母线连接所述DC/AC逆变器的直流侧,所述DC/AC逆变器的交流侧接入变压器。
2.根据权利要求1所述的一种基于虚拟同步机的光伏并网控制方法,其特征在于,所述同步发电机电磁功率控制器模型包括同步发电机本体模型和调频控制器模型两部分,同步发电机本体模型为:
其中,J为转动惯量,单位为kg.m2,D为阻尼系数,Pm、Pe分别为机械功率和电磁功率,ω为机械角速度,单位为rad/s,即在极对数为1时的电气角速度,ω0为电网角速度,Vt为机端电压,E为内电势,X为定子阻抗,δ为功角,θ为电角度,θg为电网相角,带*为标幺值;
同步发电机调频控制器模型为:
Pm=kω(ω-ωN)
其中,ω为机械角速度,单位为rad/s,ωN为额定角速度,kω为调频系数,定义为有功功率变化量与角速度变化量的比值。
3.根据权利要求1所述的一种基于虚拟同步机的光伏并网控制方法,其特征在于,所述电压-无功下垂控制器为:
其中, 为无功电流环指令标幺值,Q*ref为调压无功功率标幺值,UN为电网额定电压,Urms为电网电压有效值,kv为无功调压系数,定义为无功功率变化量标幺值与电压变化量标幺值的比值,EN为虚拟同步机额定容量。
4.根据权利要求3所述的一种基于虚拟同步机的光伏并网控制方法,其特征在于,通过最大功率跟踪控制方式计算得到的直流电压作为直流电压环的指令值。
5.一种基于虚拟同步机的光伏并网控制装置,其特征在于,该装置包括:
对于DC/DC变换器控制的单元:基于功率外环、电流内环双闭环的控制方式,建立同步发电机电磁功率控制器模型,以同步发电机电磁功率控制器模型的输出作为功率环的指令值,模拟同步发电机惯性、阻尼以及频率-有功特性;
对于DC/AC逆变器控制的单元:基于d-q坐标系的直流电压外环、桥臂电流内环双闭环控制方式,建立电压-无功下垂控制器模型,以电压-无功下垂控制器模型的输出作为无功电流环的指令值,模拟同步发电机电压-无功下垂特性;
该装置用于一种光伏并网系统,该光伏并网系统包括光伏电池板,DC/DC变换器,DC/AC逆变器;所述光伏电池板连接直流母线;所述DC/DC变换器一端连接直流母线,一端连接储能电池,直流母线连接所述DC/AC逆变器的直流侧,所述DC/AC逆变器的交流侧接入变压器。
6.根据权利要求5所述的一种基于虚拟同步机的光伏并网控制装置,其特征在于,所述同步发电机电磁功率控制器模型包括同步发电机本体模型和调频控制器模型两部分,同步发电机本体模型为:
其中,J为转动惯量,单位为kg.m2,D为阻尼系数,Pm、Pe分别为机械功率和电磁功率,ω为机械角速度,单位为rad/s,即在极对数为1时的电气角速度,ω0为电网角速度,Vt为机端电压,E为内电势,X为定子阻抗,δ为功角,θ为电角度,θg为电网相角,带*为标幺值;
同步发电机调频控制器模型为:
Pm=kω(ω-ωN)
其中,ω为机械角速度,单位为rad/s,ωN为额定角速度,kω为调频系数,定义为有功功率变化量与角速度变化量的比值。
7.根据权利要求5所述的一种基于虚拟同步机的光伏并网控制装置,其特征在于,所述电压-无功下垂控制器为:
其中, 为无功电流环指令标幺值,Q*ref为调压无功功率标幺值,UN为电网额定电压,Urms为电网电压有效值,kv为无功调压系数,定义为无功功率变化量标幺值与电压变化量标幺值的比值,EN为虚拟同步机额定容量。
8.根据权利要求7所述的一种基于虚拟同步机的光伏并网控制装置,其特征在于,还包括用于通过最大功率跟踪控制方式计算得到的直流电压作为直流电压环的指令值的单元。
9.一种基于虚拟同步机的光伏并网系统,其特征在于,包括光伏电池板,DC/DC变换器,DC/AC逆变器;所述光伏电池板连接直流母线;所述DC/DC变换器一端连接直流母线,一端连接储能电池,直流母线连接所述DC/AC逆变器的直流侧,所述DC/AC逆变器的交流侧接入变压器;该光伏并网系统采用一种光伏并网控制方法,该方法包括以下步骤:
1)对于DC/DC变换器控制的步骤:基于功率外环、电流内环双闭环的控制方式,建立同步发电机电磁功率控制器模型,以同步发电机电磁功率控制器模型的输出作为功率环的指令值,模拟同步发电机惯性、阻尼以及频率-有功特性;
2)对于DC/AC逆变器控制的步骤:基于d-q坐标系的直流电压外环、桥臂电流内环双闭环控制方式,建立电压-无功下垂控制器模型,以电压-无功下垂控制器模型的输出作为无功电流环的指令值,模拟同步发电机电压-无功下垂特性。
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