[发明专利]一种园区型负荷虚拟同步机协调控制系统

权利要求书

1.一种园区型负荷虚拟同步机协调控制系统，其特征在于，所述园区型负荷虚拟同步机协调控制系统包括电网调度端、系统级集中协调控制器、有源电力滤波器APF、交流电源以及环境监测模块；所述电网调度端与所述系统级集中协调控制器通过信号传输线进行双向连接；所述系统级集中协调控制器与信号传输总线进行双向连接；所述有源电力滤波器APF通过并网开关连接到电力总线，所述有源电力滤波器APF及相应并网开关均通过信号传输线连接到信号传输总线；所述交流电源通过并网开关连接到电力总线，该并网开关还通过信号传输线连接到信号传输总线；所述环境监测模块通过信号传输线连接到信号传输总线；

所述园区型负荷虚拟同步机协调控制系统还包括光伏发电模块、电力电子负荷模块、储能系统模块、无功补偿模块及用户负荷模块；所述光伏发电模块包括光伏组件阵列、汇流箱、逆变器及相应并网开关，光伏组件阵列、汇流箱、逆变器及相应并网开关通过电力线依次连接；所述电力电子负荷模块包括冷/热负荷、整流器及相应并网开关，冷/热负荷、整流器及相应并网开关通过电力线依次连接；所述储能系统模块包括电池管理系统BMS、电池堆、双向整流逆变器及相应并网开关，电池堆、双向整流逆变器及相应并网开关通过电力线依次连接；光伏发电模块、电力电子负荷模块及储能系统模块的并网开关均通过电力线连接到第一变压器；所述无功补偿模块通过相应并网开关及第二变压器连接到电力总线，该并网开关及第二变压器通过信号传输线连接到信号传输总线；所述用户负荷模块包括电动汽车充电桩、一般负荷以及可切负荷，所述电动汽车充电桩通过相应并网开关及第三变压器连接到电力总线，该并网开关及第三变压器通过信号传输线连接到信号传输总线；所述一般负荷通过相应并网开关及第四变压器连接到电力总线，该并网开关及第四变压器通过信号传输线连接到信号传输总线；所述可切负荷通过相应并网开关及第五变压器连接到电力总线，该并网开关及第五变压器通过信号传输线连接到信号传输总线；

所述园区型负荷虚拟同步机协调控制系统还包括设备级调频调压控制器，所述设备级调频调压控制器通过信号传输线连接到信号传输总线；所述设备级调频调压控制器通过信号传输线与光伏发电模块的汇流箱、逆变器及相应并网开关相连接；所述设备级调频调压控制器还通过信号传输线与电力电子负荷模块的冷/热负荷、整流器及相应并网开关相连接；所述设备级调频调压控制器还通过信号传输线与储能系统模块的电池管理系统BMS、双向整流逆变器及相应并网开关相连接；所述设备级调频调压控制器还通过信号传输线连接到所述第一变压器；

所述设备级调频调压控制器对光伏发电模块、电力电子负荷模块及储能系统模块进行实时控制，所述系统级集中协调控制器对整个系统进行控制，使负荷虚拟同步机达到一次调频和二次调频的控制目标。

2.根据权利要求1所述的一种园区型负荷虚拟同步机协调控制系统，其特征在于，虚拟同步机的电压调节系统是一个闭环的电压控制系统，通过测量同步发电机的端电压，根据端电压的变化控制励磁电压，以保持发电机端电压的稳定。

3.根据权利要求2所述的一种园区型负荷虚拟同步机协调控制系统，其特征在于，所述电压调节系统包括电压调差模块以及比例-积分调节模块；所述电压调差模块的电压调差系数的公式为其中，ΔU_D为发电机的端电压变化，ΔI_Q为无功电流变化，调差系数的取值越小，负荷突变时电压的波动就越小，为保证各个并联的逆变电源按额定容量承担相应的负载，调差系数与分配功率之间还满足下面的关系：K₁Q₁＝K₂Q₂＝…＝K_nQ_n，调差系数越小，分配的功率就越大；所述比例-积分调节模块共有三个输入，分别为虚拟同步发电机的额定电压U_ref、电压调差模块输出U′_ref以及逆变电源输出U₀，其具体的调节过程为：当Q_N＝Q时，也就是虚拟同步发电机运行在额定无功的状态时，U′_ref＝U_ref，系统的输出电压为额定电压，当无功负载突变时，ΔQ≠0，通过励磁控制器的调节，系统运行在一个新的电压水平。