[发明专利]一种提高PCS输出功率的储能系统控制方法

摘要

本发明提高PCS输出功率的储能系统控制方法，以分布式电源的常规逆变器的硬件为基础，通过测量虚拟同步发电机输出的电压和电流，计算出输出的有功功率和无功功率，检测并网点的电压频率，然后通过虚拟同步机控制策略实现对传统同步发电机阻尼和惯性的模拟，在虚拟同步发电机的转动惯量和阻尼系数的模拟环节之前引入无功功率反馈环节，为防止参数m变化太快影响系统稳定性，参数m经过低通滤波器，同时对dP/dt和dQ/dt设定阈值，对转动惯量和阻尼特性模拟环节输出的时电压相角参考值，电压幅值的参考值由功率反馈偏差经过PI控制器得到，避免了电压偏离对虚拟同步发电机阻尼特性的影响，抑制了输出功率变化时的功率振荡，提升了系统稳定性。

主权项

1.一种提高PCS输出功率的储能系统控制方法，其特征在于：以分布式电源的常规逆变器的硬件为基础的，通过测量虚拟同步发电机输出的电压和电流，计算出输出的有功功率和无功功率，检测并网点的电压频率，然后通过虚拟同步机控制策略实现对传统同步发电机阻尼和惯性的模拟；虚拟同步发电机中引入同步发电机的二阶转子方程，实现转动惯量和阻尼特性的模拟，转子方程如下：Pin为虚拟同步控制机等效的输入机械功率，Pout为虚拟同步发电机输出有功功率，J为虚拟转动惯量，D为阻尼系数，Δω_m为ω_grid‑ω_m，ω_m为虚拟转子频率，ω₀为额定转子频率。通过上述虚拟转子方程可以得到虚拟转子的角频率ωm。进一步对ωm进行积分可以得到对应的相角θm，用于控制输出电压；假设虚拟同步发电机的输出电压为Vt，电网电压为Vgrid，两者之间的连接阻抗为R+jX，则虚拟同步发电机输出功率为：变换为δ为Vt和Vgrid两者之间的的相角差；虚拟同步发电机的输出功率为以为圆心，为半径的圆，对P,Q进行小信号分析，在P(δ,V_t)和Q(δ,V_t)附近，可以得到：dP＝P_δd_δ+P_VtdVtdQ＝Q_δd_δ+Q_VtdVt其中Pδ，PVt，Qδ，QVt为有功功率P和无功功率Q的对下标的偏微分；假设初始的有功功率为P0，初始无功功率为Q0，线性化后有功功率和无功功率可以分别表示为：从而可以得到其中‑P_VtΔt表示了虚拟同步发电机控制和电压变化之间的的联系，输出有功功率也会受到电压的影响；改变虚拟同步发电机的转子方程为：其中将线性化的有功和无功功率带入后得到：而输出有功功率不受电压影响。