[发明专利]一种基于变频空调负荷的电网调节方法

权利要求书

1.一种基于变频空调负荷的电网调节方法，其特征在于，包括：

在变频空调控制器中建立虚拟同步电机的仿真数学模型；

根据所述仿真数学模型建立电网调节的虚拟惯性控制环节和下垂控制环节；

通过所述虚拟惯性控制环节得到压缩机转速变化量参考值Δω；

通过所述下垂控制环节得到压缩机转动角频率参考值ω_ref；

将所述压缩机转动角频率参考值ω_ref和所述压缩机转速变化量参考值Δω之和输入到磁场定向控制器控制电机转动，以调节电网的频率。

2.根据权利要求1所述的电网调节方法，其特征在于，还包括：

建立虚拟同步电机的信号模型，并得到各变频空调截止频率ω_c；

获取虚拟同步电机的相角裕度PM，并根据所述相角裕度PM和变频空调截止频率ω_c计算虚拟同步电机的转动惯量J；

根据所述相角裕度PM的取值范围得到虚拟同步电机的转动惯量J的最大值。

3.根据权利要求2所述的电网调节方法，其特征在于，所述仿真数学模型为：

其中，△ω_sg为虚拟同步电机角频率扰动量，△ω_g为电网电压角频率扰动量，K_D为下垂系数，ω_N为额定转速，△δ为功角扰动量，△P_g为功率扰动量。

4.根据权利要求3所述的电网调节方法，其特征在于，所述通过所述虚拟惯性控制环节得到压缩机转速变化量参考值Δω，包括：

获取电网电压U_g，用微分法生成与电网电压正交的虚拟电压，构成αβ静止正交坐标系，以虚拟同步电机的虚拟电动势向量的相角θ_v进行派克变换，得到电网电压相对于V_d、V_q分量，则虚拟同步电机的功角δ_v为：

δ_v＝arctan(V_q/V_d)；

虚拟同步电机的虚拟功率P_v为：

压缩机转速变化量参考值Δω为：

其中，U_g为电网电压，E为虚拟电动势，X_a为虚拟电抗，n为常数，ΔP_V为功耗变化量。

5.根据权利要求4所述的电网调节方法，其特征在于，所述通过所述下垂控制环节得到压缩机转动角频率参考值ω_ref，包括：

根据变频空调设定温度与室内温度获取变频空调定运行功率P_N，并通过公式P_D＝P_N+K_D(ω_N-ω_g)计算得到变频空调的稳态输出功率P_D，其中，ω_g为电网电压角频率，K_D为电网下垂系数；

将实际测量得到的变频空调功率与所述变频空调的稳态输出功率P_D之间的差值输入至PI控制器，得到压缩机转动角频率参考值ω_ref。

6.根据权利要求5所述的电网调节方法，其特征在于，所述通过所述下垂控制环节得到压缩机转动角频率参考值ω_ref，还包括：

设变频空调的功率范围为{0，P_max}，则在电网调频时，功率的可调节范围为P_N±min{(P_max-P_N),P_N}，其中P_max为变频空调的最大功率；

在频率误差在0.3Hz时，变频空调功率达到上限，通过以下公式计算得到电网下垂系数K_D：