CN114513010A - 功率控制方法、装置、电子设备和可读存储介质 - Google Patents

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CN114513010A CN202111002186.0A CN202111002186A CN114513010A CN 114513010 A CN114513010 A CN 114513010A CN 202111002186 A CN202111002186 A CN 202111002186A CN 114513010 A CN114513010 A CN 114513010A
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Abstract

本发明实施例提供一种功率控制方法、装置、电子设备和可读存储介质，涉及变流器控制技术领域。本发明实施例通过虚拟同步发电机的电磁功率以及机械功率构建第一预设功率关系，通过虚拟同步发电机的电枢阻抗和感抗构建第二预设功率关系，在获取得到功率调度指令后，即可根据第一预设功率关系以及功率调度指令，得到虚拟同步发电机的机械功率，根据第二预设功率关系以及功率调度指令，得到虚拟同步发电机的励磁电压，然后根据机械功率以及励磁电压，对进入电网的功率进行控制，如此，避免了直接输入功率指令产生的偏差，提高了功率控制的准确性。

Description

功率控制方法、装置、电子设备和可读存储介质
技术领域
本发明涉及变流器控制技术领域，具体而言，涉及一种功率控制方法、装置、电子设备和可读存储介质。
背景技术
近年来，为解决电网中阻尼变小、抗干扰能力差、抗波动性差的问题，储能装置在电网中的应用就越来越广泛。而电池等储能装置作为直流系统，要并入交流电网，就必然用到变流器。
传统变流器的控制是按功率指令执行，对电网瞬间出现的波动起不到抑制作用，为此虚拟同步发电控制成为新的控制策略，利用电池的存储能力模拟传统发电机的机械惯性，强化电网阻尼，提高电能质量。
目前，变流器在使用虚拟同步发电机对进入电网的功率进行控制时，若虚拟同步发电机的电枢电阻较大，则必然要消耗较多的电磁功率，此时，若是直接将功率指令直接作为虚拟同步发电机的输入功率，则会使虚拟同步发电机的输出功率与功率指令偏差很大，从而产生很大的控制偏差。
发明内容
基于上述研究，本发明提供一种功率控制方法、装置、电子设备和可读存储介质，以降低直接输入功率指令产生的偏差。
本发明的实施例可以通过以下方式实现：
第一方面，本发明实施例提供一种功率控制方法，所述方法包括：
获取功率调度指令；
根据第一预设功率关系以及所述功率调度指令，得到虚拟同步发电机的机械功率；所述第一预设功率关系根据所述虚拟同步发电机的电磁功率以及机械功率构建；
根据第二预设功率关系以及所述功率调度指令，得到所述虚拟同步发电机的励磁电压，所述第二预设功率关系根据所述虚拟同步发电机的电枢阻抗和感抗构建；
根据所述机械功率以及所述励磁电压，对进入电网的功率进行控制。
在可选的实施方式中，所述根据第二预设功率关系以及所述功率调度指令，得到所述虚拟同步发电机的励磁电压之前，所述方法还包括：
建立基于直轴、交轴的同步旋转坐标系，在所述同步旋转坐标系下，构建所述电网的功率关系；
根据所述虚拟同步发电机的电枢阻抗和感抗，得到所述虚拟同步发电机的功角、励磁电压与进入所述电网的电流的关联关系；
根据所述关联关系以及所述电网的功率关系，得到第二预设功率关系。
在可选的实施方式中，所述在所述同步旋转坐标系下，构建所述电网的功率关系的步骤包括：
基于三相电压和三相电流对称，在所述同步旋转坐标系下，根据所述电网的直轴电流、直轴电压、交轴电流以及交轴电压，构建所述电网的功率关系，其中，所述电网的功率关系包括所述电网的有功功率关系以及无功功率关系；
所述电网的功率关系：
Figure BDA0003235872920000021
其中，P为有功功率；Q为无功功率；Vd为直轴电压；Id为直轴电流；Vq为交轴电压；Iq为交轴电流；V0为零轴电压；I0为零轴电流；Vg为电网电压。
在可选的实施方式中，所述根据所述虚拟同步发电机的电枢阻抗和感抗，得到所述虚拟同步发电机的功角、励磁电压与进入所述电网的电流的关联关系的步骤包括：
根据所述虚拟同步发电机的电枢阻抗和感抗，通过以下公式得到所述虚拟同步发电机的功角、励磁电压与进入所述电网的电流的关联关系：
Figure BDA0003235872920000031
其中，Ef为所述虚拟同步发电机的励磁电压；δ为所述虚拟同步发电机的功角，X为所述虚拟同步发电机的感抗，R为所述虚拟同步发电机的阻抗。
在可选的实施方式中，所述根据所述关联关系以及所述电网的功率关系，得到第二预设功率关系的步骤包括：
根据所述关联关系以及所述电网的功率关系，通过以下公式得到第二预设功率关系：
Figure BDA0003235872920000032
其中，Pg为进入电网的有功功率，Qg为进入电网的无功功率。
在可选的实施方式中，所述根据第二预设功率关系以及所述功率调度指令，得到所述虚拟同步发电机的励磁电压的步骤包括：
根据所述第二预设功率关系，构建所述虚拟同步发电机的功率关系图，并确定所述功率关系图的第一中心；
基于所述功率关系图，计算所述第一中心与所述功率调度指令的第一距离；
根据所述第一距离，计算得到所述虚拟同步发电机的励磁电压。
在可选的实施方式中，所述基于所述功率关系图，计算所述第一中心与所述功率调度指令的第一距离的步骤包括：
基于所述功率关系图，通过以下公式计算得到所述第一中心与所述功率调度指令的第一距离：
Figure BDA0003235872920000033
所述根据所述第一距离，计算得到所述虚拟同步发电机的励磁电压的步骤包括：
根据所述第一距离，通过以下公式计算得到所述虚拟同步发电机的励磁电压：
Figure BDA0003235872920000041
其中，r为第一距离，Pref为所述功率调度指令中的有功功率；Qref为所述功率调度指令中的无功功率；Ef为所述虚拟同步发电机的励磁电压；X为所述虚拟同步发电机的感抗，R为所述虚拟同步发电机的阻抗；Vg为电网电压。
在可选的实施方式中，所述根据第一预设功率关系以及所述功率调度指令，得到虚拟同步发电机的机械功率之前，所述方法还包括：
基于电网稳态，根据所述虚拟同步发电机的电磁功率以及机械功率，通过以下公式得到第一预设功率关系：
Figure BDA0003235872920000042
其中，Pref为功率调度指令中的有功功率；Qref为功率调度指令中的无功功率；Pm为所述虚拟同步发电机的机械功率；Pe为所述虚拟同步发电机的电磁功率；Id为直轴电流；Iq为交轴电流；Vg为电网电压；X为所述虚拟同步发电机的感抗，R为所述虚拟同步发电机的阻抗。
在可选的实施方式中，在得到所述虚拟同步发电机的励磁电压之后，所述方法还包括：
根据所述第二预设功率关系，构建所述虚拟同步发电机的功率关系图，并确定所述功率关系图的第一中心；
根据变流器接入电网时输出的最大功率以及所述电网的无功功率，确定得到所述功率关系图中的有效功率范围，以及所述有效功率范围的第二中心、所述有效功率范围的第一切点，所述有效功率范围的第二切点；
计算所述第一中心和所述第二中心的第二距离、所述第一中心与所述第一切点的第三距离，所述第一中心与所述第二切点的第四距离；
根据所述第二距离、所述第三距离以及所述第四距离，计算得到所述虚拟同步发电机的功角范围。
第二方面，本发明实施例提供一种功率控制装置，包括：
指令获取模块，用于获取功率调度指令；
参数分析模块，用于根据第一预设功率关系以及所述功率调度指令，得到虚拟同步发电机的机械功率；所述第一预设功率关系根据所述虚拟同步发电机的电磁功率以及机械功率构建；
所述参数分析模块，用于根据第二预设功率关系以及所述功率调度指令，得到所述虚拟同步发电机的励磁电压，所述第二预设功率关系根据所述虚拟同步发电机的电枢阻抗和感抗构建；
控制模块，用于根据所述机械功率以及所述励磁电压，对进入电网的功率进行控制。
第三方面，本发明实施例提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现前述任一实施方式所述的功率控制方法。
第四方面，本发明实施例提供一种可读存储介质，所述可读存储介质包括计算机程序，所述计算机程序运行时控制所述可读存储介质所在电子设备执行前述任一实施方式所述的功率控制方法。
本发明实施例提供的功率控制方法、装置、电子设备和可读存储介质，通过虚拟同步发电机的电磁功率以及机械功率构建第一预设功率关系，通过虚拟同步发电机的电枢阻抗和感抗构建第二预设功率关系，在获取得到功率调度指令后，即可根据第一预设功率关系以及功率调度指令，得到虚拟同步发电机的机械功率，根据第二预设功率关系以及功率调度指令，得到虚拟同步发电机的励磁电压，然后根据机械功率以及励磁电压，对进入电网的功率进行控制，如此，避免了直接输入功率指令产生的偏差，提高了功率控制的准确性。
附图说明
下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其它有益效果显而易见。
图1为本发明实施例所提供的电子设备的一种结构示意图。
图2为本发明实施例所提供的功率控制方法的一种流程示意图。
图3为本发明实施例所提供的虚拟同步发电机和电网的等效电路图。
图4为本发明实施例所提供的一种功率关系图。
图5为本发明实施例所提供的另一种功率关系图。
图6为本发明实施例所提供的储能并离网系统一种接线示意图。
图7为本发明实施例所提供的虚拟同步发电机的一种控制流程图。
图8为本发明实施例所提供的变流器的外环控制流程示意图。
图9为本发明实施例所提供的R为2.5Ω时的电压电流波形图。
图10为本发明实施例所提供的R为5Ω时的电压电流波形图。
图11为本发明实施例所提供的一种功率变化图。
图12为本发明实施例所提供的功率控制装置的一种方框示意图。
附图标记：100-电子设备；10-功率控制装置；11-指令获取模块；12-参数分析模块；13-控制模块；14-关系构建模块；20-存储器；30-处理器；40-通信单元。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
随着环保压力的增加和能源结构的转型，以光伏、风机为代表的新一代新能源发电装置在电力系统中的比例越来越大，有别于传统发电装置，新能源发电装置分布性较强、惯性小，导致整个电网的阻尼变小、抗干扰能力差、抗波动性差。
近年来，为解决上述所述的问题，储能装置在电网中的应用就越来越广泛，其中，电化学储能因其充放电性能好、调节迅速、出力平滑，是目前性能最为出色的。而电池等储能装置作为直流系统，要并入交流电网，就必然用到变流器。变流器作为控制系统，对最大限度的发挥电池的作用以及保证电网的安全，起到关键的作用。
传统变流器的控制是按功率指令执行，对电网瞬间出现的波动起不到抑制作用，为此虚拟同步发电控制成为新的控制策略，利用电池的存储能力模拟传统发电机的机械惯性，强化电网阻尼，提高电能质量。微电网是促进分布式能源就近消纳的电力系统，其本身没有机械发电装置，也就没有惯性，必须依靠虚拟同步发电来提供电网惯性，这种控制策略也成为新能源发电的主要控制方法。
同步发电机是一种电压源系统，而储能变流器在并网时是电流源控制，只要在频率死区内，储能只需要接受功率调度，按指令输出功率；在离网时是电压源控制，要输出稳定的电压和频率；在并离网切换时，特别是非计划离网时，要及时支撑电网，使微电网平滑过渡，其对功率的控制机理和控制策略比传统发电机更加复杂。
针对并网和离网，有的虚拟同步发电控制采用不同的控制方法，如果需要切换，就只能停机重启，达不到智能变换、平稳过渡的要求。有的虚拟同步发电控制采用了电压源、电流源结合的控制方法，可使同一种控制策略在三种工况下都能达到控制要求，但必须建立在虚拟同步发电机的电枢电阻为0或非常小的前提下。
而在解决电流震荡的问题时，加大系统阻尼是一种有效的方法，在逆变器的电流控制中，虚拟电阻有抑制电流震荡的作用，相应地，虚拟同步发电机的电枢电阻也能起到这种作用。储能变流器在进行并离网切换时，容易产生电流震荡，加大虚拟的电枢电阻可产生明显抑制作用。
目前，变流器在使用虚拟同步发电机对进入电网的功率进行控制时，若电枢电阻较大，则必然要消耗较多的电磁功率，此时，若是直接将功率指令直接作为虚拟同步发电机的输入功率，即虚拟发电机的机械功率，则会虚拟同步发电机的输出功率与功率指令偏差很大，从而导致进入电网的功率与功率指令偏差很大。
基于上述研究，本实施例提供一种功率控制方法、装置、电子设备和可读存储介质，通过虚拟同步发电机的电磁功率以及机械功率构建第一预设功率关系，通过虚拟同步发电机的电枢阻抗和感抗构建第二预设功率关系，在获取得到功率调度指令后，即可第一预设功率关系以及根据功率调度指令，得到虚拟同步发电机的机械功率，根据第二预设功率关系以及功率调度指令，得到虚拟同步发电机的励磁电压，然后根据机械功率以及励磁电压，对进入电网的功率进行控制，如此，避免了直接输入功率指令产生的偏差，提高了功率控制的准确性。
请参阅图1，图1为本实施例所提供的电子设备的一种结构示意图。电子设备可以包括功率控制装置10、存储器20、处理器30及通信单元40，存储器20存储有处理器30可执行的机器可读指令，当电子设备100运行时，处理器30及存储器20之间通过总线通信，处理器30执行机器可读指令，并执行功率控制方法。
存储器20、处理器30以及通信单元40各元件相互之间直接或间接地电性连接，以实现信号的传输或交互。例如，这些元件相互之间可通过一条或多条通讯总线或信号线实现电性连接。功率控制装置10包括至少一个可以软件或固件(firmware)的形式存储于存储器20中的软件功能模块。处理器30用于执行存储器20中存储的可执行模块(例如功率控制装置10所包括的软件功能模块或计算机程序)。
其中，存储器20可以是，但不限于，随机读取存储器(Random Access memory，RAM)，只读存储器(Read Only Memory，ROM)，可编程只读存储器(Programmable Read-OnlyMemory，PROM)，可擦除只读存储器(Erasable Programmable Read-Only Memory，EPROM)，电可擦除只读存储器(Electric Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)等。
在一些实施例中，处理器30用以执行本实施例中描述的一个或多个功能。在一些实施例中，处理器30可以包括一个或多个处理核(例如，单核处理器(S)或多核处理器(S))。
仅作为举例，处理器30可以包括中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、专用指令集处理器(Application Specific Instruction-setProcessor，ASIP)、图形处理单元(GraphicsProcessing Unit，GPU)、物理处理单元(Physics Processing Unit，PPU)、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、现场可编程门阵列(Field Programmable GateArray，FPGA)、可编程逻辑器件(Programmable Logic Device，PLD)、控制器、微控制器单元、简化指令集计算机(ReducedInstruction Set Computing，RISC)或微处理器等，或其任意组合。
为了便于说明，在电子设备100中仅描述了一个处理器。然而，应当注意，本实施例中的电子设备100还可以包括多个处理器，因此本实施例中描述的一个处理器执行的步骤也可以由多个处理器联合执行或单独执行。例如，若服务器的处理器执行步骤A和步骤B，则应该理解，步骤A和步骤B也可以由两个不同的处理器共同执行或者在一个处理器中单独执行。例如，处理器执行步骤A，第二处理器执行步骤B，或者处理器和第二处理器共同执行步骤A和B。
本实施例中，存储器20用于存储程序，处理器30用于在接收到执行指令后，执行程序。本实施例任一实施方式所揭示的流程定义的方法可以应用于处理器30中，或者由处理器30实现。
通信单元40用于通过网络建立电子设备100与其他设备之间的通信连接，并用于通过网络收发数据。
在一些实施方式中，网络可以是任何类型的有线或者无线网络，或者是他们的结合。仅作为示例，网络可以包括有线网络、无线网络、光纤网络、远程通信网络、内联网、因特网、局域网(Local Area Network，LAN)、广域网(Wide Area Network，WAN)、无线局域网(Wireless Local Area Networks，WLAN)、城域网(Metropolitan Area Network，MAN)、广域网(Wide Area Network，WAN)、公共电话交换网(Public Switched Telephone Network，PSTN)、蓝牙网络、ZigBee网络、或近场通信(Near Field Communication，NFC)网络等，或其任意组合。
在本实施例中，电子设备100可以是任意一种可对数据进行处理、分析的设备。可选的，在本实施例中，电子设备100为变流器控制设备。
可以理解地，图1所示的结构仅为示意。电子设备100还可以具有比图1所示更多或者更少的组件，或者具有与图1所示不同的配置。图1所示的各组件可以采用硬件、软件或其组合实现。
基于图1的实现架构，本实施例提供一种功率控制方法，由图1所示的电子设备执行，下面基于图1示出的电子设备100的结构图对本实施例提供的功率控制方法的步骤进行详细阐述。请结合参阅图2，本实施例所提供的功率控制方法包括步骤S101至步骤S104。
步骤S101：获取功率调度指令。
其中，功率调度指令表征进入电网的目标功率，包括有功功率指令和无功功率指令。功率调度指令可以是由上位机或是调度中心发送的。当需要对电网的功率进行控制时，则可以把电网需要达到的目标功率，以功率调度指令的形式发送至电子设备。需要说明的是，在本实施例中，所述的电网为微电网。
步骤S102：根据第一预设功率关系以及功率调度指令，得到虚拟同步发电机的机械功率。
目前，变流器在使用虚拟同步发电机对进入电网的功率进行控制时，若电枢电阻较大，则必然要消耗较多的电磁功率，此时，若是直接将功率指令直接作为虚拟同步发电机的输入功率，即虚拟发电机的机械功率，则会使虚拟同步发电机的输出功率与功率指令偏差很大，因此，为了降低偏差，在本实施例中，在得到功率调度指令后，则需要将功率调度指令进行转换，具体地，将功率调度指令中的有功功率指令转换为虚拟同步发电机对应的机械功率，将功率调度指令中的无功功率指令转换为虚拟同步发电机的励磁电压。如此，在对电网功率进行控制时，才能使电网达到要求的功率值。
在本实施例中，可预先基于虚拟同步发电机的电磁功率以及机械功率的关系构建第一预设功率关系，在获取得到功率调度指令后，即可根据第一预设功率关系，将功率调度指令中的有功功率转换为虚拟同步发电机的机械功率。
在根据第一预设功率关系将功率调度指令中的有功功率转换为虚拟同步发电机的机械功率后，还需要执行步骤S103，对功率调度指令中的无功功率进行转换，即对虚拟同步发电机的励磁电压进行计算。
步骤S103：根据第二预设功率关系以及功率调度指令，得到虚拟同步发电机的励磁电压。
其中，第二预设功率关系根据虚拟同步发电机的电枢阻抗和感抗构建。在本实施例中，第二预设功率关系包括虚拟同步发电机的励磁电压、功角与进入电网的功率的关系，因此，在得到功率调度指令后，将功率调度指令代入至第二预设功率关系中，即可得到虚拟同步发电机的励磁电压。
步骤S104：根据机械功率以及励磁电压，对进入电网的功率进行控制。
其中，在得到虚拟同步发电机的机械功率以及励磁电压后，即可根据虚拟同步发电机的机械功率以及励磁电压实现对进入电网的功率的控制。
可选的，在本实施例中，在得到虚拟同步发电机的机械功率以及励磁电压后，可通过虚拟同步发电机模型(VSG)将机械功率转化为功角，然后将功角和励磁电压转化成三相电压，经过虚拟的电枢电阻和电感，作用于电网，形成输出电流，以此实现对进入电网的功率的控制。如此，在电枢电阻较大时，避免了直接输入功率指令产生的偏差。
本实施例所提供的功率控制方法，通过虚拟同步发电机的电磁功率以及机械功率构建第一预设功率关系，通过虚拟同步发电机的电枢阻抗和感抗构建第二预设功率关系，在获取得到功率调度指令后，即可第一预设功率关系以及根据功率调度指令，得到虚拟同步发电机的机械功率，根据第二功率关系以及功率调度指令，得到虚拟同步发电机的励磁电压，然后根据机械功率以及励磁电压，对进入电网的功率进行控制，如此，避免了直接输入功率指令产生的偏差，提高了功率控制的准确性。
在本实施例中，虚拟同步发电机和电网的链接可以等效为如图3所示的电路图。图3中虚拟同步发电机视为可控电压源，δ是电压相位，即虚拟同步发电机的功角，Ef是电压幅值，即虚拟同步发电机的励磁电压，R、L为虚拟同步发电机的电枢阻抗和感抗，Vg是电网电压。由于虚拟同步发电机实质是变流器，R、L的设置一般以变流器的滤波电感的参数为准。由于变流器采用高频开关的工作模式，易造成回路的LC谐振，需要加大系统阻尼，以抑制谐振。
而对于虚拟同步电机来说，当电枢阻抗增大后，会消耗较多的电磁功率，导致进入电网的功率与功率指令偏差很大，产生很大的控制偏差。为了减低控制偏差，在本实施例中，考虑到虚拟同步发电机的电枢阻抗和感抗的影响，根据虚拟同步发电机的电枢阻抗和感抗构建虚拟同步发电机的功率关系，根据功率关系，对接收到的功率调度指令进行转换，以得到虚拟同步发电机的机械功率Pm和励磁电压Ef，然后对应虚拟同步发电机的机理模型，对进入电网的功率进行控制，在降低控制偏差同时，也便于控制器的实现。
在本实施例中，根据虚拟同步发电机的电枢阻抗和感抗构建虚拟同步发电机的第二预设功率关系的步骤可以包括：
(1)建立基于直轴、交轴的同步旋转坐标系，在同步旋转坐标系下，构建电网的功率关系。
(2)根据虚拟同步发电机的电枢阻抗和感抗，得到虚拟同步发电机的功角、励磁电压与进入电网的电流的关联关系。
(3)根据关联关系以及电网的功率关系，得到第二预设功率关系。
在本实施例中，在同步旋转坐标系下，构建电网的功率关系的步骤包括：
基于三相电压和三相电流对称，在同步旋转坐标系下，根据电网的直轴电流、直轴电压、交轴电流以及交轴电压，构建电网的功率关系。
其中，电网的功率关系包括电网的有功功率关系以及无功功率关系。
具体可以是以电网为参考，建立基于基轴(d轴)、交轴(q轴)的同步旋转坐标系，设电网电压(Vd,Vq)为(Vg,0)，进入电网的电流为(Id,Iq)，设三相电压和三相电流对称，则零序分量V0、I0都为0，进而进入电网的功率关系为：
Figure BDA0003235872920000141
其中，P为有功功率；Q为无功功率；Vd为直轴电压；Id为直轴电流；Vq为交轴电压；Iq为交轴电流；V0为零轴电压；I0为零轴电流；Vg为电网电压。
相应地，根据虚拟同步发电机的电枢阻抗和感抗，得到虚拟同步发电机的功角、励磁电压与进入电网的电流的关联关系的步骤可以包括：
根据虚拟同步发电机的电枢阻抗和感抗，通过以下公式得到虚拟同步发电机的功角、励磁电压与进入电网的电流的关联关系：
Figure BDA0003235872920000142
其中，Ef为虚拟同步发电机的励磁电压；δ为虚拟同步发电机的功角，X为虚拟同步发电机的感抗，R为虚拟同步发电机的阻抗。
在得到虚拟同步发电机的功角、励磁电压与进入电网的电流的关联关系，以及电网的功率关系后，即可根据关联关系以及电网的功率关系，得到第二预设功率关系。
在本实施例中，根据关联关系以及电网的功率关系，得到第二预设功率关系的步骤可以包括：
根据关联关系以及电网的功率关系，通过以下公式得到第二预设功率关系：
Figure BDA0003235872920000151
其中，Pg为进入电网的有功功率，Qg为进入电网的无功功率。
在本实施例中，在得到虚拟同步发电机的功角、励磁电压与进入电网的电流的关联关系，以及电网的功率关系后，将关联关系代入至电网的功率关系中，即可得到第二预设功率关系。
在构建得到虚拟同步发电机的第二预设功率关系后，在应用时，接收到功率调度指令后，根据第二预设功率关系，即可将功率调度指令中的无功功率转换为虚拟同步发电机的励磁电压。
相应地，在本实施例中，根据第二预设功率关系以及功率调度指令，得到虚拟同步发电机的励磁电压的步骤可以包括：
根据第二预设功率关系，构建虚拟同步发电机的功率关系图，并确定功率关系图的第一中心。
基于功率关系图，计算第一中心与功率调度指令的第一距离。
根据第一距离，计算得到虚拟同步发电机的励磁电压。
其中，第二预设功率关系为
Figure BDA0003235872920000152
根据第二预设功率关系，以功率为坐标系，以电网电压(Vg,0)为参照点，可以构建得到表述参数关系的矢量图，即图4所示的功率关系图。图4所示的扇形为有功功率与无功功率的取值范围，扇形中的每一个点的横坐标为有功功率，纵坐标为无功功率，扇形的圆心为
Figure BDA0003235872920000161
在本实施例中，扇形的圆心即为第一中心。
在构建功率关系图后，针对获取得到的功率调度指令，即可基于功率关系图，计算第一中心与功率调度指令的第一距离。
可选的，可通过以下公式计算得到第一中心与功率调度指令的第一距离：
Figure BDA0003235872920000162
其中，r为第一距离，Pref为功率调度指令中的有功功率；Qref为功率调度指令中的无功功率；Ef为虚拟同步发电机的励磁电压；X为虚拟同步发电机的感抗，R为虚拟同步发电机的阻抗；Vg为电网电压。
在得到第一距离后，对第一距离进行转换，即可得到虚拟同步发电机的励磁电压。
在本实施例中，根据第一距离，通过以下公式计算得到虚拟同步发电机的励磁电压：
Figure BDA0003235872920000163
在本实施例中，在将功率调度指令中的无功功率转换为虚拟同步发电机的励磁电压后，还需要将功率调度指令中的有功功率转换为虚拟同步发电机的机械功率。
在本实施例中，可基于第一预设功率关系，将功率调度指令中的有功功率转换为虚拟同步发电机的机械功率。
可选的，在本实施例中，可在电网稳态下，根据虚拟同步发电机的电磁功率以及机械功率构建得到第一预设功率关系，具体地，可通过以下过程实现：
在本实施例中，设功率调度指令为(Pref，Qref)，Pref为进入电网的有功功率Pg的参考值，Qref为进入电网的无功功率Qg的参考值。
进入电网的有功功率由虚拟同步发电机的机械功率Pm产生，而电网在稳态时，虚拟同步发电机的机械功率和电磁功率相等，基于此，在本实施例中，可通过以下公式得到第一预设功率关系：
Figure BDA0003235872920000171
其中，Pref为功率调度指令中的有功功率；Qref为功率调度指令中的无功功率；Pm为虚拟同步发电机的机械功率；Pe为虚拟同步发电机的电磁功率；Id为直轴电流；Iq为交轴电流；Vg为电网电压；X为虚拟同步发电机的感抗，R为虚拟同步发电机的阻抗。
基于上述公式可以看出，Pm和Pref的差异和阻抗R直接相关，若阻抗R设置很小，则可以忽略Pm和Pref的差异，Pref直接当作Pm，成为虚拟同步发电机的输入，但若阻抗R设置很大，则需要考虑Pm和Pref的差异。
在得到第一预设功率关系后，在应用时，在获取得到功率调度指令后，将功率调度指令代入至第一预设功率关系，即可得到虚拟同步发电机的机械功率。
通过上述变换，得到虚拟同步发电机的励磁电压以及机械功率后，通过虚拟同步发电机模型(VSG)将机械功率转化为功角，然后基于功角与励磁电压，即可实现对进入电网的功率的控制。
为了保证虚拟同步机工作在合理的功角范围内，保证控制系统的稳定性，在本实施例中，还可利用变流器的可输出功率范围和虚拟同步发电机的功率关系，分析并计算出虚拟同步发电机的功角范围，通过功角范围限制虚拟同步发电机模型(VSG)输出的功角值。
在本实施例中，利用变流器的可输出功率范围和虚拟同步发电机的功率关系，分析并计算出虚拟同步发电机的功角范围的步骤可以包括：
根据第二预设功率关系，构建虚拟同步发电机的功率关系图，并确定功率关系图的第一中心。
根据变流器接入电网时输出的最大功率以及电网的无功功率，确定得到功率关系图中的有效功率范围，以及有效功率范围的第二中心、有效功率范围的第一切点，有效功率范围的第二切点。
计算第一中心和第二中心的第二距离、第一中心与第一切点的第三距离，第一中心与第二切点的第四距离。
根据第二距离、第三距离以及第四距离，计算得到虚拟同步发电机的功角范围。
其中，虚拟同步发电机的功率关系图如图4所示，功率关系图中的第一中心为
Figure BDA0003235872920000181
由于虚拟同步发电机的实质为变流器，而变流器输出功率的能力有限，无法完全满足图4中扇形所表征的所有取值范围，因此，在本实施例中，还需要根据变流器接入电网时输出的最大功率以及电网的无功功率，确定得到功率关系图中的有效功率范围。
可选的，在本实施例中，根据变流器接入电网时输出的最大功率以及电网的无功功率，确定得到功率关系图中的有效功率范围可以通过以下过程实现：
假设变流器的直流电压足够大，可输出的最大电流为Ilim，滤波电感的感抗为Xv，阻抗可忽略。接入电网后，变流器可输出最大功率：
Rlim＝Ilim·(Vg+Ilim·Xv)
而当变流器输出功率为0时，电网需发出无功功率
Figure BDA0003235872920000182
基于此，本实施例中，如图5所示，变流器的有效功率范围是以
Figure BDA0003235872920000183
为圆心，Rlim为半径的圆，即图5中的阴影部分。
在确定得到功率关系图中的有效功率范围后，有效功率范围的第二中心即为有效功率范围的圆心，即图5中阴影圆的圆心，有效功率范围的第一切点、有效功率范围的第二切点即为第一中心到阴影圆的切点。
在得到有效功率范围的第二中心、有效功率范围的第一切点，有效功率范围的第二切点后，第一中心和第二中心的第二距离即为两个圆心的距离，可通过以下公式计算得到：
Figure BDA0003235872920000191
其中，r0为第一中心和第二中心的第二距离，R为虚拟同步发电机的阻抗，Vg为电网电压，Xv为变流器的滤波电感的感抗，X为虚拟同步发电机的感抗。
第一中心与第一切点的第三距离、第一中心与第二切点的第四距离即为第一中心
Figure BDA0003235872920000192
到阴影圆的切点的距离，可表示为：
Figure BDA0003235872920000193
其中，r1为第三距离，r2为第四距离，r0为第二距离，Rlim为变流器可输出的最大功率。
在得到第二距离、第三距离以及第四距离后，即可根据第二距离、第三距离以及第四距离，计算得到虚拟同步发电机的功角范围。
由图5中可以得知，第二距离r0的角度为
Figure BDA0003235872920000194
同时由图5中可以得知，
Figure BDA0003235872920000195
通过上述公式，可以得到
Figure BDA0003235872920000196
的表达式，而由图5中可以得知
Figure BDA0003235872920000197
范围在
Figure BDA0003235872920000198
Figure BDA0003235872920000199
之间。由虚拟同步发电机的功率关系，可以得到进入电网功率(Pg,Qg)的相位
Figure BDA00032358729200001910
代入即可得到虚拟同步发电机的功角范围：
Figure BDA00032358729200001911
在得到虚拟同步发电机的功角范围后，即可将变流器控制在自身能力范围之内，避免变流器控制器内外环冲突，导致系统不稳定。
为了对本实施例所提供的功率控制方法进行说明，下面以一套50kVA储能并离网系统进行举例说明，50kVA储能并离网系统的参数如表1所示，接线图可以如图6所示。
表1：
项目 数值
并网功率 50kVA
交流滤波电感 1.5mH
交流滤波电容 10uF
电网线电压 380V
50kVA储能并离网系统采用虚拟同步发电机(VSG)控制，其中，虚拟同步发电机(VSG)的控制流程图如图7所示，用一阶微分方程表示虚拟同步发电机的转速为：
Figure BDA0003235872920000201
图7中s是拉普拉斯算子；θg是测量得到的电网相位，J为转动惯量，ωR是转子角速度，D为阻尼系数，Tm为发电机机械转矩，
Figure BDA0003235872920000202
为转子相位，Te为发电机电磁转矩，通过计算虚拟同步发电机的电压、电流、频率得到，ωg是电网角速度。
整个外环控制流程如图8所示，Pref表示外部给入的有功功率指令，Qref表示外部给入的无功功率指令，根据第一预设功率关系以及第二预设功率关系转换后得到Pm、Ef。Pm再经过虚拟同步发电机(VSG)输出功角δ，δ输出受到功角范围的限制。图8中虚线部分是对频率、电压超出限幅的控制，表示电网出现异常后能够快速作出反应，PI表示比例积分控制器。譬如出现非计划离网时，虚线部分保障系统不间断运行。ΔPm表示当电网频率ωmeas超出允许范围[ωmin,ωmax]的功率调整量，ΔEf表示当电网电压VPCC超出允许范围[Vmin,Vmax]的电压调整量。
通过外环控制，变流器就转变为如图3所示的Ef、δ控制的电压源。控制内环是对回路电流的控制，采用常规的比例积分控制，具体可参照现有技术，在此不过多赘述。
采用上述虚拟同步发电机控制系统，设J＝2，D＝20，X＝1.5mH，进行仿真。设系统并网输出50kW有功功率，负载18kW，在2s断掉电网，在R分别设为2.5Ω、5Ω情况下，得到变换器输出的电压电流波形如图9和图10所示，图9为R为2.5Ω时的电压和电流波形图，图10为R为5Ω时的电压和电流波形图。
从图9和图10看出，R＝2.5Ω时，即使已远远超出实际值，但在突然切换到离网时，电压、电流仍然出现明显的震荡；R＝5Ω时，同样工况切换到离网，电压、电流没有震荡出现，实现了平滑切换。
保持R为5Ω，设输出有功功率目标在2s时从50kW跃变到-30kW，无功功率目标维持在0，仿真得到功率变化图形如图11所示。
从图11中可以得知，通过转换得到的有功功率的实际值(Pmeas)基本跟随有功功率的目标值(Pref)变化，证明功率转换的方法是可行的。而无功功率的实际值(Qmeas)与无功功率的目标值(Qref)稍有偏差，是由于功率指令没有采用闭环控制，产生了一定的静差。
本实施例所提供的功率控制方法，利用变流器模拟虚拟同步发电机工作特性，加大电网的惯性，提高了系统的抗干扰能力。同时，通过分析功率调度指令(Pref，Qref)、虚拟同步发电机的机械功率Pm、电枢电阻R、电感X等的相互关系，构建功率关系图，根据功率关系图，得到励磁电压Ef的表达式
Figure BDA0003235872920000211
基于电网稳态，得到虚拟同步发电机的机械功率Pm的表达式，
Figure BDA0003235872920000212
根据机械功率Pm和励磁电压Ef的表达式，将功率调度指令(Pref，Qref)转化为发电机的Pm和Ef，在电枢电阻较大时，这种转换避免了直接输入功率调度指令产生的偏差。
如果在虚拟同步发电机控制的外部再加一个功率控制环，虽然理论上可以消除功率偏差，但虚拟同步发电机是大惯量系统，外部控制环的参数很难确定，易导致系统不稳定，而利用本实施例所提供的功率控制方法，对功率调度指令进行转换，更适于实际应用。
同时，本实施例所提供的功率控制方法，利用变流器的可输出功率范围和同步发电机的功率关系，分析并计算出虚拟同步发电机的功角范围，保证虚拟同步发电机工作在合理的功角范围内，有利于控制系统保持稳定。
基于同一发明构思，请结合参阅图12，本实施例提供一种功率控制装置10，应用于图1所示的电子设备，如图12所示，本实施例所提供的功率控制装置10包括指令获取模块11、参数分析模块12以及控制模块13。
指令获取模块11，用于获取功率调度指令。
参数分析模块12，用于根据第一预设功率关系以及功率调度指令，得到虚拟同步发电机的机械功率；第一预设功率关系根据虚拟同步发电机的电磁功率以及机械功率构建。
参数分析模块12，用于根据第二预设功率关系以及功率调度指令，得到虚拟同步发电机的励磁电压，第二预设功率关系根据虚拟同步发电机的电枢阻抗和感抗构建。
控制模块13，用于根据机械功率以及励磁电压，对进入电网的功率进行控制。
在可选的实施方式中，请结合参阅图12，功率控制装置10还包括关系构建模块14，在根据第二预设功率关系以及功率调度指令，得到虚拟同步发电机的励磁电压之前，关系构建模块14用于：
建立基于直轴、交轴的同步旋转坐标系，在同步旋转坐标系下，构建电网的功率关系。
根据虚拟同步发电机的电枢阻抗和感抗，得到虚拟同步发电机的功角、励磁电压与进入电网的电流的关联关系。
根据关联关系以及电网的功率关系，得到第二预设功率关系。
在可选的实施方式中，关系构建模块14用于：
基于三相电压和三相电流对称，在同步旋转坐标系下，根据电网的直轴电流、直轴电压、交轴电流以及交轴电压，构建电网的功率关系，其中，电网的功率关系包括电网的有功功率关系以及无功功率关系；
所述电网的功率关系：
Figure BDA0003235872920000231
其中，P为有功功率；Q为无功功率；Vd为直轴电压；Id为直轴电流；Vq为交轴电压；Iq为交轴电流；V0为零轴电压；I0为零轴电流；Vg为电网电压。
在可选的实施方式中，关系构建模块14用于：
根据虚拟同步发电机的电枢阻抗和感抗，通过以下公式得到虚拟同步发电机的功角、励磁电压与进入电网的电流的关联关系：
Figure BDA0003235872920000232
其中，Ef为虚拟同步发电机的励磁电压；δ为虚拟同步发电机的功角，X为虚拟同步发电机的感抗，R为虚拟同步发电机的阻抗。
在可选的实施方式中，关系构建模块14用于：
根据关联关系以及电网的功率关系，通过以下公式得到第二预设功率关系：
Figure BDA0003235872920000233
其中，Pg为进入电网的有功功率，Qg为进入电网的无功功率。
在可选的实施方式中，参数分析模块12用于：
根据第二预设功率关系，构建虚拟同步发电机的功率关系图，并确定功率关系图的第一中心。
基于功率关系图，计算第一中心与功率调度指令的第一距离。
根据第一距离，计算得到虚拟同步发电机的励磁电压。
在可选的实施方式中，参数分析模块12用于：
基于功率关系图，通过以下公式计算得到第一中心与功率调度指令的第一距离：
Figure BDA0003235872920000241
根据第一距离，通过以下公式计算得到虚拟同步发电机的励磁电压：
Figure BDA0003235872920000242
其中，r为第一距离，Pref为功率调度指令中的有功功率；Qref为功率调度指令中的无功功率；Ef为所述虚拟同步发电机的励磁电压；X为所述虚拟同步发电机的感抗，R为所述虚拟同步发电机的阻抗；Vg为电网电压。
在可选的实施方式中，根据第一预设功率关系以及所述功率调度指令，得到虚拟同步发电机的机械功率之前，关系构建模块14用于：
基于电网稳态，根据虚拟同步发电机的电磁功率以及机械功率，通过以下公式得到第一预设功率关系：
Figure BDA0003235872920000243
其中，Pref为功率调度指令中的有功功率；Qref为功率调度指令中的无功功率；Pm为虚拟同步发电机的机械功率；Pe为虚拟同步发电机的电磁功率；Id为直轴电流；Iq为交轴电流；Vg为电网电压；X为虚拟同步发电机的感抗，R为虚拟同步发电机的阻抗。
在可选的实施方式中，在得到虚拟同步发电机的励磁电压之后，参数分析模块12用于：
根据第二预设功率关系，构建虚拟同步发电机的功率关系图，并确定功率关系图的第一中心。
根据变流器接入电网时输出的最大功率以及电网的无功功率，确定得到功率关系图中的有效功率范围，以及有效功率范围的第二中心、有效功率范围的第一切点，有效功率范围的第二切点。
计算第一中心和所述第二中心的第二距离、第一中心与第一切点的第三距离，第一中心与第二切点的第四距离。
根据第二距离、第三距离以及第四距离，计算得到虚拟同步发电机的功角范围。
本发明实施例提供的功率控制装置，通过虚拟同步发电机的电磁功率以及机械功率的关系构建第一预设功率关系，通过虚拟同步发电机的电枢阻抗和感抗构建第二预设功率关系，在获取得到功率调度指令后，即可根据第一预设功率关系以及功率调度指令，得到虚拟同步发电机的机械功率，根据第二预设功率关系以及功率调度指令，得到虚拟同步发电机的励磁电压，然后根据机械功率以及励磁电压，对进入电网的功率进行控制，如此，避免了直接输入功率指令产生的偏差，提高了功率控制的准确性。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的功率控制装置10的具体工作过程，可以参考前述方法中的对应过程，在此不再过多赘述。
在上述基础上，本实施例提供一种可读存储介质，所述可读存储介质包括计算机程序，所述计算机程序运行时控制所述可读存储介质所在电子设备执行前述任一实施方式所述的功率控制方法。
其中，可读存储介质可以是，但不限于，U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的可读存储介质的具体工作过程，可以参考前述方法中的对应过程，在此不再过多赘述。
综上，本发明实施例提供的功率控制方法、装置、电子设备和可读存储介质，通过虚拟同步发电机的电磁功率以及机械功率构建第一预设功率关系，通过虚拟同步发电机的电枢阻抗和感抗构建第二预设功率关系，在获取得到功率调度指令后，即可根据第一预设功率关系以及功率调度指令，得到虚拟同步发电机的机械功率，根据第二预设功率关系以及功率调度指令，得到虚拟同步发电机的励磁电压，然后根据机械功率以及励磁电压，对进入电网的功率进行控制，如此，避免了直接输入功率指令产生的偏差，提高了功率控制的准确性。
以上对本发明实施例所提供的一种功率控制方法、装置、电子设备和可读存储介质进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的技术方案及其核心思想；本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例的技术方案的范围。

Claims (12)

1.一种功率控制方法，其特征在于，所述方法包括：
获取功率调度指令；
根据第一预设功率关系以及所述功率调度指令，得到虚拟同步发电机的机械功率；所述第一预设功率关系根据所述虚拟同步发电机的电磁功率以及机械功率构建；
根据第二预设功率关系以及所述功率调度指令，得到所述虚拟同步发电机的励磁电压，所述第二预设功率关系根据所述虚拟同步发电机的电枢阻抗和感抗构建；
根据所述机械功率以及所述励磁电压，对进入电网的功率进行控制。
2.根据权利要求1所述的功率控制方法，其特征在于，所述根据第二预设功率关系以及所述功率调度指令，得到所述虚拟同步发电机的励磁电压之前，所述方法还包括：
建立基于直轴、交轴的同步旋转坐标系，在所述同步旋转坐标系下，构建所述电网的功率关系；
根据所述虚拟同步发电机的电枢阻抗和感抗，得到所述虚拟同步发电机的功角、励磁电压与进入所述电网的电流的关联关系；
根据所述关联关系以及所述电网的功率关系，得到第二预设功率关系。
3.根据权利要求2所述的功率控制方法，其特征在于，所述在所述同步旋转坐标系下，构建所述电网的功率关系的步骤包括：
基于三相电压和三相电流对称，在所述同步旋转坐标系下，根据所述电网的直轴电流、直轴电压、交轴电流以及交轴电压，构建所述电网的功率关系，其中，所述电网的功率关系包括所述电网的有功功率关系以及无功功率关系；
所述电网的功率关系：
Figure FDA0003235872910000021
其中，P为有功功率；Q为无功功率；Vd为直轴电压；Id为直轴电流；Vq为交轴电压；Iq为交轴电流；V0为零轴电压；I0为零轴电流；Vg为电网电压。
4.根据权利要求3所述的功率控制方法，其特征在于，所述根据所述虚拟同步发电机的电枢阻抗和感抗，得到所述虚拟同步发电机的功角、励磁电压与进入所述电网的电流的关联关系的步骤包括：
根据所述虚拟同步发电机的电枢阻抗和感抗，通过以下公式得到所述虚拟同步发电机的功角、励磁电压与进入所述电网的电流的关联关系：
Figure FDA0003235872910000022
其中，Ef为所述虚拟同步发电机的励磁电压；δ为所述虚拟同步发电机的功角，X为所述虚拟同步发电机的感抗，R为所述虚拟同步发电机的阻抗。
5.根据权利要求4所述的功率控制方法，其特征在于，所述根据所述关联关系以及所述电网的功率关系，得到第二预设功率关系的步骤包括：
根据所述关联关系以及所述电网的功率关系，通过以下公式得到第二预设功率关系：
Figure FDA0003235872910000023
其中，Pg为进入电网的有功功率，Qg为进入电网的无功功率。
6.根据权利要求1所述的功率控制方法，其特征在于，所述根据第二预设功率关系以及所述功率调度指令，得到所述虚拟同步发电机的励磁电压的步骤包括：
根据所述第二预设功率关系，构建所述虚拟同步发电机的功率关系图，并确定所述功率关系图的第一中心；
基于所述功率关系图，计算所述第一中心与所述功率调度指令的第一距离；
根据所述第一距离，计算得到所述虚拟同步发电机的励磁电压。
7.根据权利要求6所述的功率控制方法，其特征在于，所述基于所述功率关系图，计算所述第一中心与所述功率调度指令的第一距离的步骤包括：
基于所述功率关系图，通过以下公式计算得到所述第一中心与所述功率调度指令的第一距离：
Figure FDA0003235872910000031
所述根据所述第一距离，计算得到所述虚拟同步发电机的励磁电压的步骤包括：
根据所述第一距离，通过以下公式计算得到所述虚拟同步发电机的励磁电压：
Figure FDA0003235872910000032
其中，r为第一距离，Pref为功率调度指令中的有功功率；Qref为功率调度指令中的无功功率；Ef为所述虚拟同步发电机的励磁电压；X为所述虚拟同步发电机的感抗，R为所述虚拟同步发电机的阻抗；Vg为电网电压。
8.根据权利要求1所述的功率控制方法，其特征在于，所述根据第一预设功率关系以及所述功率调度指令，得到虚拟同步发电机的机械功率之前，所述方法还包括：：
基于电网稳态，根据所述虚拟同步发电机的电磁功率以及机械功率，通过以下公式得到第一预设功率关系：
Figure FDA0003235872910000033
其中，Pref为所述功率调度指令中的有功功率；Qref为所述功率调度指令中的无功功率；Pm为所述虚拟同步发电机的机械功率；Pe为所述虚拟同步发电机的电磁功率；Id为直轴电流；Iq为交轴电流；Vg为电网电压；X为所述虚拟同步发电机的感抗，R为所述虚拟同步发电机的阻抗。
9.根据权利要求1所述的功率控制方法，其特征在于，在得到所述虚拟同步发电机的励磁电压之后，所述方法还包括：
根据所述第二预设功率关系，构建所述虚拟同步发电机的功率关系图，并确定所述功率关系图的第一中心；
根据变流器接入电网时输出的最大功率以及所述电网的无功功率，确定得到所述功率关系图中的有效功率范围，以及所述有效功率范围的第二中心、所述有效功率范围的第一切点，所述有效功率范围的第二切点；
计算所述第一中心和所述第二中心的第二距离、所述第一中心与所述第一切点的第三距离，所述第一中心与所述第二切点的第四距离；
根据所述第二距离、所述第三距离以及所述第四距离，计算得到所述虚拟同步发电机的功角范围。
10.一种功率控制装置，其特征在于，包括：
指令获取模块，用于获取功率调度指令；
参数分析模块，用于根据第一预设功率关系以及所述功率调度指令，得到虚拟同步发电机的机械功率；所述第一预设功率关系根据所述虚拟同步发电机的电磁功率以及机械功率构建；
所述参数分析模块，用于根据第二预设功率关系以及所述功率调度指令，得到所述虚拟同步发电机的励磁电压，所述第二预设功率关系根据所述虚拟同步发电机的电枢阻抗和感抗构建；
控制模块，用于根据所述机械功率以及所述励磁电压，对进入电网的功率进行控制。
11.一种电子设备，其特征在于，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现权利要求1至9任一项所述的功率控制方法。
12.一种可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质包括计算机程序，所述计算机程序运行时控制所述可读存储介质所在电子设备执行权利要求1至9任一项所述的功率控制方法。
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