[发明专利]一种基于改进虚拟同步机的电池储能系统控制方法

说明书

一种基于改进虚拟同步机的电池储能系统控制方法，属微电网的控制领域。建立包含光伏发电、储能发电与负荷的微网模型；采用虚拟同步发电机技术与深度强化技术对储能电池的输出特性展开控制，维持微网频率的稳定；针对虚拟同步发电机中虚拟调速器模块，采用深度强化学习中深度确定策略梯度算法设计虚拟调速器，选择合适的神经网络与奖励函数训练生成虚拟调速器，实现对虚拟同步发电机的改进。其对储能并网逆变器选择深度强化学习算法中深度确定性策略梯度算法，构建四个神经网络，使控制器可以满足微网中连续功率补偿的需要，且降低了维数灾难，使其能够应对光储微网中分布式电源出力波动与负荷变化的复杂工况。适用于光储微网的运行及管理领域。

技术领域

本发明属于微电网频率控制领域，尤其涉及一种用于电池储能系统的频率控制方法。

背景技术

为了社会可持续发展与保护环境，新能源发电成为电力产业的发展重点，然而分布式电源出力的不确定性极大影响了其大规模使用。

微网作为一种解决方式被提出，如何维护微网频率的稳定是研究重点。

申请公布日为2018年2月2日，申请公布号为CN 107658899 A的发明专利申请，公开了“一种风光柴微网频率协调控制方法”，其通过调整光伏直流母线电压参考值让光伏发电机组预留部分有功备用，并且在光伏MPPT模块中引入微网频率偏差信号使得光伏能响应微网频率变化参与调频。同时考虑到光伏，风机出力由于受外界环境变化受影响较大，所以光伏、风机协调参与调频可以实现互补使得调频效果更加稳定。并据此设计了控制策略，使得光伏潜在调频能力得到了发挥。克服现有微网频率控制方法忽略了光伏微源自身频率支撑能力，同时为了使得光伏发电机组能够在不依靠储能设备前提下，像同步机一样充分发挥其频率支撑能力，使得微电网能够在频率稳定性上进一步的提高。该技术方案的重点是在光伏MPPT模块中引入微网频率偏差信号，使得光伏能响应微网频率变化参与调频，并没有涉及到微网频率的稳定及调节问题。

授权公告日为2019年4月2日，授权公告号为CN 106953357 B的发明专利，公开了“一种含高比例分布式电源的孤网频率控制方法”，其在含高比例分布式电源的前提下，通过对逆变器进行控制，实现当系统负载突变时，系统频率短暂波动后恢复到正常范围，实现整个系统的稳定运行；其被广泛应用与孤岛微网频率控制领域，尤其在微网中分布式电源容量占比逐渐增大，微网系统稳定性下降的情况下，实现孤岛微网频率稳定控制。但是，其没有涉及到进一步改进并网逆变器的内部控制结构，以提高微电网的电能质量的问题。

由于人工智能技术的飞速发展，将人工智能技术应用于微网控制是一个很好的选择，面对高比例分布式电源接入的微电网，采用深度强化学习技术进一步改进并网逆变器的内部控制结构，以提高微电网的电能质量。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于改进虚拟同步机的电池储能系统控制方法。

本发明的技术方案是：提供一种基于改进虚拟同步机的电池储能系统控制方法，其特征是包括以下步骤：

步骤1：在matlab/simulink环境中建立包含光伏发电、储能发电与负荷的微网模型；

步骤2：采用虚拟同步发电机技术与深度强化技术对储能电池的输出展开控制，维持微网频率的稳定；

步骤3：针对虚拟同步发电机中虚拟调速器模块，采用深度强化学习中深度确定策略梯度算法设计虚拟调速器，选择合适的神经网络与奖励函数训练生成虚拟调速器，实现对虚拟同步发电机的改进；

所述的电池储能系统控制方法，采用深度强化学习控制技术与虚拟同步发电机控制技术，对储能并网逆变器内部结构加以改进，选择深度强化学习算法中深度确定性策略梯度算法，构建四个神经网络，使控制器可以满足微网中连续功率补偿的需要，且降低了维数灾难，使其可以应对光储微网中分布式电源出力波动与负荷变化的复杂工况。