[发明专利]一种基于变频空调负荷的电网调节方法

说明书

本发明提供一种基于变频空调负荷的电网调节方法。该方法包括：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。本发明能提高微电网转动惯量，降低负荷波动时交流频率的波动幅度。

技术领域

本发明涉及电网需求侧响应技术领域，尤其涉及一种基于变频空调负荷的电网调节方法，以提高电网转动惯量的控制策略。

背景技术

随着越来越多的风力、光伏发电以及电动汽车接入，电网中电源以及负荷的随机性大大地提高，传统的调频调峰手段已经不能满足需求。与此同时，物联网技术以及智能家居技术的发展，赋予了电网与负荷双向通信的能力。因此，需求侧响应(Demand SideResponse,DSR)被看作未来最有前景的调频手段之一。

在众多可控负荷中，空调负荷尤其是中央空调负荷参与调峰调频的潜力最大。首先，城市空调负荷用电量巨大，用电高峰期最高可能占到尖峰负荷的30％-40％；第二，封闭的建筑空间具有较强的储热储冷的能力，短时间内调节空调功率不会影响用户的舒适度；第三，空调负荷的响应速度主要取决于控制信号的传输，现有工程的测试结果表明其响应速度满足调频调峰的要求。

发明内容

本发明提供一种基于变频空调负荷的电网调节方法，解决新能源接入电网后导致电网转动惯量不足的问题，利用电网需求侧响应优化变频空调负荷控制策略，能提高微电网转动惯量，降低负荷波动时交流频率的波动幅度。

为实现以上目的，本发明提供以下技术方案：

一种基于变频空调负荷的电网调节方法，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。

优选的，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。

优选的，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。

优选的，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Δ_ω，包括：