[发明专利]考虑光伏电源动态特性的虚拟同步发电机控制方法及系统

摘要

本发明公开了一种考虑光伏电源动态特性的新型虚拟同步发电机控制方法及系统，其方法包括光伏电源动态分析；获得光伏电源可行的稳定运行区域；核心控制单元保证光伏电源在可行的稳定运行区域运行。本发明方法及系统直接将光伏电源与虚拟同步发电机相结合，避免了传统方法还需储能电池配合的弊端；且所提方法充分考虑了光伏电源的动态特性，使得光伏电源时刻运行于稳定区域，将考虑光伏电源动态特性获得的控制变量通过附加核心控制单元的形式应用于虚拟同步发电机，实现了光伏电源和虚拟同步发电机的很好结合。该方法充分考虑了光伏电源的特性并发挥虚拟同步发电机的优良性能，同时节约了光伏电源并网成本，更利于光伏发电的发展和推广。

主权项

一种考虑光伏电源动态特性的新型虚拟同步发电机控制方法，其特征在于，包括以下步骤：A：所述光伏电源动态分析；B：获得光伏电源可行的稳定运行区域；C：核心控制单元保证所述光伏电源可行的稳定运行区域运行。所述光伏电源动态分析包括以下步骤：A1：获得光伏电源出力特性曲线，得到最大功率点处对应的光伏电源最大功率Ppv‑max以及此点对应的光伏电源输出的直流电压Vdc‑min；A2：分析光伏电源运行的稳定区域，设定光伏电源出力为Ppv,直流电压为Vdc,光伏电源直流侧电容为C，电容上的功率为Pc，虚拟同步发电机的输出功率为PVSG，根据电路原理有：则其中，表示直流电压对时间的微分；假设光伏电源工作点电压为Vdc0，则将式(1)在处线性化，可得：上式可改写为：其中，表示光伏电源输出功率对时间的微分；因此，式(3)的特征方程为：其中，表示光伏电源输出功率对直流电压的微分，其物理意义为光伏出力特性曲线(P‑V曲线)上某点处切线的斜率；m表示特征方程的特征根；根据式(4)可以求得特征根m为：根据稳定性判据可知，当且仅当特征方程的特征根m为负数时，系统才会稳定；式(5)中，Ppv，Vdc，Vdc0，C等都是具有物理含义的正实数，因此，若要保证系统稳定，则则需根据上述分析可知，当且仅当时，光伏电源才会运行在稳定区域.