[发明专利]一种海岛储能电站的可靠平滑并网方法

权利要求书

1.一种海岛储能电站的可靠平滑并网方法，其特征在于，所述海岛储能电站包括光伏发电装置、蓄电池储能装置和大功率逆变器；所述光伏发电装置采用最大功率跟踪控制，所述大功率逆变器采用控制系统进行虚拟同步机控制；

所述方法包括：

对预设的标称电网角频率ω_n进行修正；

对所述大功率逆变器的输出信号的相角与电网的相角进行相位同步；

该方法还包括：

采集所述大功率逆变器的输出电压信号v_a、v_b、v_c和输出电流信号i_a、i_b、i_c；

计算所述大功率逆变器的输出相电压实时峰值V_p；

对所述大功率逆变器的输出电压信号v_a、v_b、v_c和输出电流信号i_a、i_b、i_c进行坐标转换，并计算得到所述大功率逆变器的瞬时有功功率P_e和瞬时无功功率Q_e；

将所述输出相电压实时峰值V_p和所述瞬时无功功率Q_e输入无功控制器，得到输出电压幅值信息E_m，其计算公式为：

将所述瞬时有功功率P_e输入有功控制器，得到输出电压相角信息θ，其计算公式为：

其中，ω_ref为参考频率，ω_n为预设的标称电网角频率，ω_v为输出角频率，P_set为顶层下发有功指令，Q_set为顶层下发无功指令，D_p为有功调节系数，D_q为无功调节系数，V_n为标称电网电压有效值，J为有功转动惯性系数，K为无功转动惯性系数；

所述对预设的标称电网角频率ω_n进行修正，包括：

当P_set为0时，参考角频率ω_ref由标称电网角频率ω_n加上预设角频率修正量Δω_n，以防止电网因频率波动引起有功功率倒灌而切机；

当P_set不为0，即海岛储能电站接收有功指令送出有功时，参考角频率ω_ref取为标称电网角频率ω_n，以确保功率准确跟踪；

即，参考角频率ω_ref的计算公式为：其中，f_max为允许最大电网频率，Δω_n为预设角频率修正量；

所述对所述大功率逆变器的输出信号的相角与电网的相角进行相位同步，包括：

将采集的电网相角信息θ_g减去所述输出电压相角信息θ，得到相角差Δθ；

将所述相角差Δθ送入比例调节控制器进行比例计算，得到输出角频率ω_v的误差调节量Δω_v；

将所述误差调节量Δω_v与所述输出角频率ω_v相加后进行积分计算，得到更新后的输出电压相角信息θ′，所述更新后的输出电压相角信息θ′的计算公式为：

其中，k_p为所述比例调节控制器的比例系数；

根据所述更新后的输出电压相角信息θ′和输出电压幅值信息E_m，得到三相调制波信号；

使用PWM调制器对所述三相调制波信号进行调制，得到驱动信号，所述驱动信号用来控制所述大功率逆变器中各相的通断，以将所述大功率逆变器并入电网；

所述方法，还包括：

在所述大功率逆变器成功并入电网后，取消相位预同步环节，以将所述输出角频率ω_v的误差调节量Δω_v置为0，以保证所述控制系统正确工作，输出电压相角信息θ的计算公式为：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电网相角信息θ_g采用对电网线电压进行过零检测的方式进行采集，包括：

当捕捉到电网线电压的上升沿过零点时，所述控制系统中的电网相角计算单元中的计数器按照控制频率进行累加，并用n表示所述计数器的值；

在计数器累加的过程中，确定包括电网三相的相角θ_ga、θ_gb、θ_gc的所述电网相角信息θ_g，所述电网三相的相角θ_ga、θ_gb、θ_gc的计算公式为：

其中，f_c为所述控制频率；N为所述控制频率与电网频率的比值，表示为N＝f_c/(ω_n/2π)；n在捕捉到电网线电压的上升沿过零点时置0。