CN112149240A - 一种用于惯量阻尼参数优化匹配的实验系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于惯量阻尼参数优化匹配的实验系统及方法，属于电力系统稳定分析技术领域。本发明装置，包括：实验装置，进行电力系统的新能源模拟发电、虚拟同步发电机运行及电力系统扰动；数据采集装置，采集所述电力系统的新能源模拟发电、虚拟同步发电机运行及电力系统扰动过程中的运行的电气量参数值，根据电气参数值生成电气参数量参数曲线，根据电气参数量参数曲线确定虚拟同步发电机的惯量参数及阻尼参数对于电力系统的动态响应，根据动态响应，确定惯量阻尼参数优化匹配方案。本发明提升了参数匹配的精确性，促进提高分布式可再生能源发电电力电子设备对电网运行稳定性的支撑能力。

Description

一种用于惯量阻尼参数优化匹配的实验系统及方法
技术领域
本发明涉及电力系统稳定分析技术领域，并且更具体地，涉及一种用于惯量阻尼参数优化匹配的实验系统及方法。
背景技术
随着有源配电网的快速发展，新能源发电设备、智能终端、微网系统并网带来一系列电能质量问题，预计2022年电网将接纳近3000万个(2030年预计9000万个)用户侧可控源、荷，如此大量高随机性、低惯量电力电子装置差异性接入电网后，会引起大量的谐波污染、频率振荡等问题。借鉴传统同步发电机的思路，虚拟同步发电机控制策略具备与传统同步发电机一致的振荡特性，把惯量控制机制引入电力电子装置，增强了可再生能源并网发电系统的惯性和阻尼，提高有源配电网运行稳定性。
然而，虚拟同步发电机控制策略对系统动态稳定的支撑效果主要受其惯量阻尼参数的影响，故如何匹配适宜惯量阻尼参数对虚拟同步发电机控制策略的实际应用具有重要意义，也是研究难点。
发明内容
针对上述问题，本发明提出了一种用于惯量阻尼参数优化匹配的实验系统，包括：
实验装置，所述实验装置设置多组虚拟同步发电机惯量参数和阻尼参数，以每组惯量参数和阻尼参数为实验参数，进行电力系统的新能源模拟发电、虚拟同步发电机运行及电力系统扰动；
数据采集装置，采集所述电力系统的新能源模拟发电、虚拟同步发电机运行及电力系统扰动过程中的运行的电气量参数值，根据电气参数值生成电气参数量参数曲线，根据电气参数量参数曲线确定惯量参数及阻尼参数对于电力系统的动态响应，根据动态响应，确定惯量阻尼参数优化匹配方案；
所述优化匹配方案用于虚拟同步发电机惯量参数及阻尼参数的优化匹配。
可选的，实验装置，包括：
光伏模拟器，所述光伏模拟器用于模拟新能源发电；
虚拟同步发电机，所述虚拟同步发电机用于执行虚拟惯性控制和阻尼控制；
变压器，所述变压器用于对所述发电进行变压；
电网模拟器，所述电网模拟器用于模拟电力系统扰动。
可选的，数据采集装置还用于对电气量参数值的记录、计算及保存。
可选的，电气量参数值，包括：虚拟角速度、转矩及功率。
可选的，数据采集装置包括多个采样通道，所述采样通道的采样率最小为5kHz，分辨率至少为12bit。
本发明还提出了一种用于虚拟同步发电机惯量阻尼参数优化匹配的方法，包括：
确定多组虚拟同步发电机惯量参数和阻尼参数，以每组惯量参数和阻尼参数为实验参数，进行电力系统的新能源模拟发电、虚拟同步发电机运行及电力系统扰动；
采集所述电力系统的新能源模拟发电、虚拟同步发电机运行及电力系统扰动过程中的运行的电气量参数值，根据电气参数值生成电气参数量参数曲线，根据电气参数量参数曲线确定惯量参数及阻尼参数对于电力系统的动态响应，根据动态响应，确定惯量阻尼参数优化匹配方案；
所述优化匹配方案用于虚拟同步发电机惯量参数及阻尼参数的优化匹配。
可选的，电气量参数值，包括：虚拟角速度、转矩及功率。
可选的，电气量参数值使用多个采样通道采集，所述采样通道的采样率最小为5kHz，分辨率至少为12bit。
本发明实现了对分布式可再生能源发电的虚拟同步发电机控制效果进行有效模拟，提升了参数匹配的精确性，促进提高分布式可再生能源发电电力电子设备对电网运行稳定性的支撑能力。
附图说明
图1为本发明一种用于惯量阻尼参数优化匹配的实验系统结构图；
图2为本发明一种用于惯量阻尼参数优化匹配的实验系统虚拟同步发电机控制原理图；
图3为本发明一种用于惯量阻尼参数优化匹配的实验系统虚拟同步发电机控制策略图；
图4为本发明一种用于惯量阻尼参数优化匹配的实验系统电气量参数值曲线图；
图5为本发明一种用于惯量阻尼参数优化匹配的方法流程图。
具体实施方式
现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。
除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
本发明提出了一种用于惯量阻尼参数优化匹配的实验系统，如图1所示，包括：
实验装置，所述实验装置设置多组虚拟同步发电机惯量参数和阻尼参数，以每组惯量参数和阻尼参数为实验参数，进行电力系统的新能源模拟发电、虚拟同步发电机运行及电力系统扰动；
数据采集装置，采集所述电力系统的新能源模拟发电、虚拟同步发电机运行及电力系统扰动过程中的运行的电气量参数值，根据电气参数值生成电气参数量参数曲线，根据电气参数量参数曲线确定惯量参数及阻尼参数对于电力系统的动态响应，根据动态响应，确定惯量阻尼参数优化匹配方案；
所述优化匹配方案用于虚拟同步发电机惯量参数及阻尼参数的优化匹配。
实验装置，包括：
光伏模拟器，所述光伏模拟器用于模拟新能源发电；
虚拟同步发电机，所述虚拟同步发电机用于执行虚拟惯性控制和阻尼控制；
变压器，所述变压器用于对所述发电进行变压；
电网模拟器，所述电网模拟器用于模拟电力系统扰动。
数据采集装置还用于对电气量参数值的记录、计算及保存。
电气量参数值，包括：虚拟角速度、转矩及功率。
数据采集装置包括多个采样通道，所述采样通道的采样率最小为5kHz，分辨率至少为12bit。
其中虚拟同步发电机的控制原理和控制策略，如图2和图3所示；
本发明选取惯量阻尼参数H＝0.2s/DP＝5、H＝0.1s/DP＝5、H＝0.1s/DP＝10下的模拟实验，获取的曲线，如图4所示，其包括虚拟角速度、电磁转矩以及输出有功和无功的动态响应情况。由图4可知，考虑虚拟角速度上升速率、稳定时间以及电磁转矩、有功功率、无功功率稳定性等方面，在惯量阻尼参数H＝0.1s/DP＝5下综合控制性能最佳，故选取其为最优匹配方案。
本发明还提出了一种用于惯量阻尼参数优化匹配的方法，如图2所示，包括：
确定多组虚拟同步发电机惯量参数和阻尼参数，以每组惯量参数和阻尼参数为实验参数，进行电力系统的新能源模拟发电、虚拟同步发电机运行及电力系统扰动；
采集所述电力系统的新能源模拟发电、虚拟同步发电机运行及电力系统扰动过程中的运行的电气量参数值，根据电气参数值生成电气参数量参数曲线，根据电气参数量参数曲线确定惯量参数及阻尼参数对于电力系统的动态响应，根据动态响应，确定惯量阻尼参数优化匹配方案；
所述优化匹配方案用于虚拟同步发电机惯量参数及阻尼参数的优化匹配。
电气量参数值，包括：虚拟角速度、转矩及功率。
电气量参数值使用多个采样通道采集，所述采样通道的采样率最小为5kHz，分辨率至少为12bit。
本发明实现了对分布式可再生能源发电的虚拟同步发电机控制效果进行有效模拟，提升了参数匹配的精确性，促进提高分布式可再生能源发电电力电子设备对电网运行稳定性的支撑能力。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。本申请实施例中的方案可以采用各种计算机语言实现，例如，面向对象的程序设计语言Java和直译式脚本语言JavaScript等。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种用于惯量阻尼参数优化匹配的实验系统，所述系统包括：
实验装置，所述实验装置设置多组虚拟同步发电机惯量参数和阻尼参数，以每组惯量参数和阻尼参数为实验参数，进行电力系统的新能源模拟发电、虚拟同步发电机运行及电力系统扰动；
数据采集装置，采集所述电力系统的新能源模拟发电、虚拟同步发电机运行及电力系统扰动过程中的运行的电气量参数值，根据电气参数值生成电气参数量参数曲线，根据电气参数量参数曲线确定惯量参数及阻尼参数对于电力系统的动态响应，根据动态响应，确定惯量阻尼参数优化匹配方案；
所述优化匹配方案用于虚拟同步发电机惯量参数及阻尼参数的优化匹配。
2.根据权利要求1所述的系统，所述实验装置，包括：
光伏模拟器，所述光伏模拟器用于模拟新能源发电；
虚拟同步发电机，所述虚拟同步发电机用于执行虚拟惯性控制和阻尼控制；
变压器，所述变压器用于对所述发电进行变压；
电网模拟器，所述电网模拟器用于模拟电力系统扰动。
3.根据权利要求1所述的装置，所述数据采集装置还用于对电气量参数值的记录、计算及保存。
4.根据权利要求1所述的装置，所述电气量参数值，包括：虚拟角速度、转矩及功率。
5.根据权利要求1所述的装置，所述数据采集装置包括多个采样通道，所述采样通道的采样率最小为5kHz，分辨率至少为12bit。
6.一种用于惯量阻尼参数优化匹配的方法，所述方法包括：
确定多组虚拟同步发电机惯量参数和阻尼参数，以每组惯量参数和阻尼参数为实验参数，进行电力系统的新能源模拟发电、虚拟同步发电机运行及电力系统扰动；
采集所述电力系统的新能源模拟发电、虚拟同步发电机运行及电力系统扰动过程中的运行的电气量参数值，根据电气参数值生成电气参数量参数曲线，根据电气参数量参数曲线确定惯量参数及阻尼参数对于电力系统的动态响应，根据动态响应，确定惯量阻尼参数优化匹配方案；
所述优化匹配方案用于虚拟同步发电机惯量参数及阻尼参数的优化匹配。
7.根据权利要求6所述的方法，所述电气量参数值，包括：虚拟角速度、转矩及功率。
8.根据权利要求6所述的方法，所述电气量参数值使用多个采样通道采集，所述采样通道的采样率最小为5kHz，分辨率至少为12bit。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109149605A (zh) * 2018-10-12 2019-01-04 燕山大学 一种基于vsg的微电网暂态自适应参数控制策略
CN109659978A (zh) * 2019-01-09 2019-04-19 国网宁夏电力有限公司电力科学研究院 一种自适应参数的虚拟同步发电机控制方法及控制系统
CN109980686A (zh) * 2019-04-02 2019-07-05 国网湖北省电力有限公司电力科学研究院 基于储能型虚拟同步发电技术的系统振荡抑制方法及装置
CN110474347A (zh) * 2019-08-09 2019-11-19 上海电机学院 一种虚拟同步发电机双参数自适应控制方法
CN110797959A (zh) * 2019-10-23 2020-02-14 中国电力科学研究院有限公司 一种蓄电池-超级电容混合储能变换器的控制方法和装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109149605A (zh) * 2018-10-12 2019-01-04 燕山大学 一种基于vsg的微电网暂态自适应参数控制策略
CN109659978A (zh) * 2019-01-09 2019-04-19 国网宁夏电力有限公司电力科学研究院 一种自适应参数的虚拟同步发电机控制方法及控制系统
CN109980686A (zh) * 2019-04-02 2019-07-05 国网湖北省电力有限公司电力科学研究院 基于储能型虚拟同步发电技术的系统振荡抑制方法及装置
CN110474347A (zh) * 2019-08-09 2019-11-19 上海电机学院 一种虚拟同步发电机双参数自适应控制方法
CN110797959A (zh) * 2019-10-23 2020-02-14 中国电力科学研究院有限公司 一种蓄电池-超级电容混合储能变换器的控制方法和装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
叶新: "光伏储能系统的虚拟同步机运行模式及参数边界研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅱ辑》, no. 8, pages 042 - 227 *

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