[发明专利]一种基于虚拟同步控制的并网逆变器功率分配方法

摘要

本发明主要针对经典下垂控制策略在电网电压和频率波动较大，逆变器容量不足时，无法有效的改善系统的稳定性问题，提出了一种基于虚拟同步控制的并网逆变器功率分配方法。综合考虑电网的频率失稳和电压失稳，采用了一种等速调节方式，使频率和电压趋向失稳的速度保持一致，既避免发生逆变器有功补偿过大导致电压失稳速度过快的情况，又避免发生无功补偿过大导致频率失稳速度过快的情况，延长电网失稳的相对时长。与经典的控制方法相比，本发明所提出的控制方法可以有效的改善电网的稳定性，有利于电网的安全稳定运行。

主权项

1.一种基于虚拟同步控制的并网逆变器功率分配方法，所述的虚拟同步控制计算公式如下所示：式中，P0为有功调度指令，表示负载的额定有功，Q0为无功调度指令，表示负载的额定无功；fN为额定频率；UN为并网逆变器接入点的额定电网电压有效值，Kf为有功‑频率下垂系数，Ku为无功‑电压下垂系数，f为实测并网逆变器接入点的电网电压频率；U为实测并网逆变器接入点的电网电压有效值；其特征在于，并网逆变器功率分配方法如下：(1)根据虚拟同步控制计算公式算出有功参考信号P和无功参考信号Q：通过铭牌数据获得并网逆变器的额定容量S；(2)当P2+Q2≤S2时，对并网逆变器的输出功率进行分配：有功功率分配P，无功功率分配Q；(3)当P2+Q2>S2时，采用新的下垂控制方程：上式中，Δf＝fN‑f，ΔU＝(UN‑U)；检测并网逆变器接入点的电网电压频率，然后减去电网的额定频率获得频率偏差Δf1,为了将频率调回频率允许偏差范围之内，则需要并网逆变器输出的有功功率为：P3＝Kf(Δf1‑1％fN)检测并网逆变器接入点的电网电压有效值，然后减去电网的额定电压有效值获得电压偏差为ΔU1,为了将电压调回电压允许偏差范围之内，则需要并网逆变器输出的无功功率为：Q3＝Ku(ΔU1‑10％UN)；用变量P*、Q*分别表示并网逆变器只能输出的有功功率和无功功率，要将频率和电压调整到系统允许偏差范围内，尚缺少的有功功率为ΔP＝P3‑P*，尚缺少的无功功率为ΔQ＝Q3‑Q*；电网频率偏移额定频率的10％时，电网频率会崩溃；定义L1表示并网逆变器提供P*的有功功率后系统频率崩溃的程度：电网电压偏移额定电压的25％时，电网电压会崩溃；定义L2表示并网逆变器提供Q*的无功功率后系统电压崩溃的程度：采用等速调节策略，使频率与电压的失稳程度保持一致，则应满足下式：考虑到并网逆变器的容量限制，功率分配方法用下式表示为：求解上式得到P*和Q*，然后对并网逆变器的输出功率进行分配：有功功率分配P*，无功功率分配Q*。