[发明专利]提升虚拟同步机暂态功角稳定性的控制方法、装置及设备

说明书

本发明实施例涉及一种提升虚拟同步机暂态功角稳定性的控制方法、装置及设备，应用于虚拟同步机与电流控制型微源并联系统上，通过采集虚拟同步机与所述电流控制型微源并联连接接入电网的节点电压，根据初始值是否为0以及节点电压是否小于电压预设值的判断结果，让电流控制型微源选择参考电流值和跟踪相角的控制模式或电流控制模块的控制模式运行，使得电流控制型微源输出的电流让虚拟同步机与电流控制型微源并联系统的有功功率为正值，从而提高虚拟同步机的暂态稳定性，解决了现有电流控制型微源与虚拟同步机并联电网系统在运行过程中易出现暂态失稳的技术问题。

技术领域

本发明涉及电力系统运行技术领域，尤其涉及一种提升虚拟同步机暂态功角稳定性的控制方法、装置及设备。

背景技术

随着能源危机和环境污染的加剧，以光伏、风机为代表的新能源通过电力电子变换装备广泛接入电网。对于偏远山区和远陆海岛，此类电网难以保证高质和可靠供电，因此有效利用当地能源的分布式发电成为一种供电方案。而分布式发电可以根据一次能源的特性进行控制，实现能源转换效率的最大化以及系统可靠运行的最优化。根据控制类型来分，现有对分布式发电可以分为以风机、光伏为代表的电流控制型微源和以燃气轮机、储能电池为主的电压控制型微源，电流控制型微源将能源尽可能转换为电能，然而由于一次能源的波动性往往抗扰动能力较差(受气候、温度等环境影响)。

而具备储能电源的电压控制型微源能够为电网系统的频率/电压提供调节和支撑，在电压控制型微源中虚拟同步机能够模拟同步机为电网系统提供惯性支撑，由于电流控制型微源与虚拟同步机虽然控制目标不同，但常常并联运行同时给电网提供功率和频率/电压支撑，特别是在偏远山区和远陆海岛。为了保证电流控制型微源与虚拟同步机并联后的电网系统安全可靠运行，需要针对在极端工况下如短路故障时的稳定性分析与稳定性提升控制，保证工程实例安全可靠运行。现有对于电流控制型微源与虚拟同步机并联电网设计的电流源控制方法大多在故障时输出无功功率以支撑网络电压为目标或者保持有功功率的最大输出或者限制输出电流等，缺少从暂态稳定性角度的控制设计方法，使得电流控制型微源与虚拟同步机并联电网系统在暂态过程中易出现暂态失稳问题。

发明内容

本发明实施例提供了一种提升虚拟同步机暂态功角稳定性的控制方法、装置及设备，用于解决现有电流控制型微源与虚拟同步机并联电网系统在运行过程中易出现暂态失稳的技术问题。

为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

一种提升虚拟同步机暂态功角稳定性的控制方法，应用于虚拟同步机与电流控制型微源并联系统上，所述虚拟同步机与电流控制型微源并联系统包括虚拟同步机和电流控制型微源，所述虚拟同步机与所述电流控制型微源并联连接，且连接节点记为第一节点，所述第一节点与电网连接，所述电流控制型微源上设置有电流控制模块，若虚拟同步机与电流控制型微源并联系统发生故障，该控制方法包括以下步骤：

S10.采集第一节点的节点电压，并设定初始值K为0；

S20.若所述初始值K为0，且所述节点电压小于电压设定值，则K＝1，Logic＝1，并采用参考电流值和跟踪相角的控制模式控制所述电流控制型微源的运行；

S30.若所述初始值K不为0，且所述节点电压不小于电压设定值，所述电流控制型微源锁相环的角频率以及角度与所述第一节点的角频率以及角度的差值均不大于设定值，则K＝0，Logic＝0，根据所述电流控制模块的控制模式控制所述电流控制型微源的运行。

优选地，所述跟踪相角的获取具体包括：获取所述虚拟同步机与电网的相角；将所述相角与相角设定值相减得到所述跟踪相角。

优选地，该提升虚拟同步机暂态功角稳定性的控制方法、还包括：采用60°作为相角设定值。

优选地，该提升虚拟同步机暂态功角稳定性的控制方法还包括采用参考电流值计算公式得到参考电流值，所述参考电流值的计算公式为：