CN115207988B - 一种新能源发电变流器的控制方法及系统 - Google Patents

一种新能源发电变流器的控制方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种新能源发电变流器的控制方法及系统，方法包括：基于虚拟同步机控制提出了频率、电压二次恢复调节策略，在向系统提供虚拟惯量和阻尼的同时，可以实现频率和电压在孤岛运行状态下的自治恢复调节；其次，基于频率、电压二次调节策略，研究其对有功功率、无功功率分配机制的影响；再次，提出了有功功率、无功功率的分配控制策略。解决了无法在孤岛模式下微电网多并联DGs有功/无功功率进行均分，同时无法消除功率均分后对电能质量造成影响的问题。

Description

一种新能源发电变流器的控制方法及系统
技术领域
本发明属于新能源发电变流器的控制技术领域，尤其涉及一种新能源发电变流器的控制方法及系统。
背景技术
分布式发电（distributed generation，DG）是可再生能源最有效的开发方式之一，大部分DG机组通过电力逆变器进行并网。多并联分布式发电单元聚集在一起形成微电网，微电网可采用并网或孤岛模式运行，这极大提高了微电网运行的可靠性。
现有的变流器的控制策略主要有P/Q控制、V/F控制、下垂控制和虚拟同步机(virtual synchronous generator，VSG)控制等控制方法。下垂控制方法模拟了同步发电机的稳态下垂特性，具有功率自调节能力。VSG控制可以看作是一种改进的下垂控制，通过改变下垂控制中的控制器参数模拟了同步发电机的转动惯量以及阻尼效应。然而，在孤岛模式非额定工况下，两种控制方法的频率都会偏离额定值。因此，一些研究中引入了基于下垂控制的频率恢复控制，将孤岛模式下的频率调节到额定值。然而，迄今为止，基于VSG的频率恢复控制研究很少。此外，对频率恢复控制引起的有功功率均分误差的研究也很少。
在孤岛模式下，微电网的负荷功率应由多台并联的DG机组合理分担。然而，由于DG机组之间线路阻抗不匹配的影响，无功功率不能精确地均分，此外，无功功率的不均衡分配还会造成无功环流和系统稳定性问题。目前有一些基于虚拟阻抗的研究，但没有考虑Q-V回路引起的较大电压偏差。
专利201310557642.7使用下垂控制方法，并加入saturation模块，有效控制电压和频率在一定范围内；专利201610018998.7使用下垂控制方法，利用采样周期控制方法和本地脉冲实现功率均分和电压恢复；专利201810207009.8使用下垂控制方法及二次控制，并采用规格化法平面约束NNC法求解；专利201910401618.1使用下垂控制方法，通过使用稀疏低带宽通信网络来交换邻域无功功率信息来实现功率均分和频率电压恢复；专利202010637756.2使用径向基神经网络实现二次调频控制；但以上专利都没有使用VSG控制进行调节。专利201810395023.5使用VSG控制进行调节，但注重调整速度，没有注重功率均分控制。
综上所述，为了更好地进行孤岛模式下微电网多并联DGs有功/无功功率的均分，同时消除功率均分后对电能质量造成的影响，本发明提出了一种新能源发电变流器的控制方法及系统。
发明内容
本发明提供一种新能源发电变流器的控制方法及系统，用于解决无法在孤岛模式下微电网多并联DGs有功/无功功率进行均分，同时无法消除功率均分后对电能质量造成影响的技术问题。
第一方面，本发明提供一种新能源发电变流器的控制方法，包括：根据虚拟同步机控制策略对孤岛运行状态下的各个所述新能源发电变流器的频率及电压分别进行一次调节，输出实时频率以及实时电压；判断所述实时频率与额度频率值的差值是否小于第一预设阈值以及判断所述实时电压与额度电压值的差值是否小于第二预设阈值；若所述实时频率与额度频率值的差值小于第一预设阈值，则基于预设的频率调节项对所述实时频率进行二次调节，输出所述新能源发电变流器的额定频率；若所述实时电压与额度电压值的差值小于第二预设阈值，则基于预设的电压调节项对所述实时电压进行二次调节，输出所述新能源发电变流器的额定电压；判断各个所述新能源发电变流器的阻抗是否一致；若各个所述新能源发电变流器的阻抗不一致，则基于预设的功率调节项对各个所述新能源发电变流器输出的功率进行调节，得到输出功率的平均值。
第二方面，本发明提供一种新能源发电变流器的控制系统，包括：第一调节模块，配置为根据虚拟同步机控制策略对孤岛运行状态下的各个所述新能源发电变流器的频率及电压分别进行一次调节，输出实时频率以及实时电压；第一判断模块，配置为判断所述实时频率与额度频率值的差值是否小于第一预设阈值以及判断所述实时电压与额度电压值的差值是否小于第二预设阈值；第二调节模块，配置为若所述实时频率与额度频率值的差值小于第一预设阈值，则对所述实时频率进行二次调节，输出所述新能源发电变流器的额定频率；第三调节模块，配置为若所述实时电压与额度电压值的差值小于第二预设阈值，则对所述实时电压进行二次调节，输出所述新能源发电变流器的额定电压；第二判断模块，配置为判断各个所述新能源发电变流器的阻抗是否一致；均分模块，配置为若各个所述新能源发电变流器的阻抗不一致，则基于预设的功率调节项对各个所述新能源发电变流器输出的功率进行调节，得到输出功率的平均值。
第三方面，提供一种电子设备，其包括：至少一个处理器，以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器，其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行本发明任一实施例的新能源发电变流器的控制方法的步骤。
第四方面，本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序指令被处理器执行时，使所述处理器执行本发明任一实施例的新能源发电变流器的控制方法的步骤。
本申请的新能源发电变流器的控制方法及系统，基于虚拟同步机控制提出了频率、电压二次恢复调节策略，在向系统提供虚拟惯量和阻尼的同时，可以实现频率和电压在孤岛运行状态下的自治恢复调节；并且基于频率、电压二次调节策略，研究其对有功功率、无功功率分配机制的影响，从而提出了有功功率、无功功率的分配控制策略，以减小变流器间的功率分配误差，解决了无法在孤岛模式下微电网多并联DGs有功/无功功率进行均分，同时无法消除功率均分后对电能质量造成影响的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一实施例提供的一种新能源发电变流器的控制方法的流程图；
图2是本发明的变流器的电压、电流控制示意图；
图3是本发明提出的频率二次恢复控制策略图；
图4是本发明提出的电压二次恢复控制策略图；
图5是本发明提出的有功功率和无功功率均分控制策略图；
图6是本发明算例中两台变流器并联示意图；
图7是本发明算例中频率二次恢复图；
图8是本发明算例中电压二次恢复图；
图9是本发明算例中有功功率分配图；
图10是本发明算例中无功功率分配图；
图11为本发明一实施例提供的一种新能源发电变流器的控制系统的结构框图；
图12是本发明一实施例提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，本领域普通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。
请参阅图1，其示出了本申请的一种新能源发电变流器的控制方法的流程图。
如图1所示，新能源发电变流器的控制方法具体包括以下步骤：
步骤S101，根据虚拟同步机控制策略对孤岛运行状态下的各个所述新能源发电变流器的频率及电压分别进行一次调节，输出实时频率以及实时电压；
步骤S102，判断所述实时频率与额度频率值的差值是否小于第一预设阈值以及判断所述实时电压与额度电压值的差值是否小于第二预设阈值；
步骤S103，若所述实时频率与额度频率值的差值小于第一预设阈值，则基于预设的频率调节项对所述实时频率进行二次调节，输出所述新能源发电变流器的额定频率；
步骤S104，若所述实时电压与额度电压值的差值小于第二预设阈值，则基于预设的电压调节项对所述实时电压进行二次调节，输出所述新能源发电变流器的额定电压；
步骤S105，判断各个所述新能源发电变流器的阻抗是否一致；
步骤S106，若各个所述新能源发电变流器的阻抗不一致，则基于预设的功率调节项对各个所述新能源发电变流器输出的功率进行调节，得到输出功率的平均值。
本申请的方法，基于虚拟同步机控制提出了频率、电压二次恢复调节策略，在向系统提供虚拟惯量和阻尼的同时，可以实现频率和电压在孤岛运行状态下的自治恢复调节；并且基于频率、电压二次调节策略，研究其对有功功率、无功功率分配机制的影响，从而提出了有功功率、无功功率的分配控制策略，以减小变流器间的功率分配误差，解决了无法在孤岛模式下微电网多并联DGs有功/无功功率进行均分，同时无法消除功率均分后对电能质量造成影响的问题。
在一个可选的实施例中，一种新能源发电变流器的控制方法包括：
步骤1：变流器的电流、电压控制
如图2所示为本申请的变流器的控制示意图，图中：
Figure 981095DEST_PATH_IMAGE001
为直流输入电压，
Figure 76090DEST_PATH_IMAGE002
为d轴 电流，
Figure 181318DEST_PATH_IMAGE003
为q轴电流，
Figure 285540DEST_PATH_IMAGE004
为d轴电压，
Figure 644978DEST_PATH_IMAGE005
为q轴电压，
Figure 910874DEST_PATH_IMAGE006
为虚拟电感，
Figure 254130DEST_PATH_IMAGE007
为虚拟电阻，
Figure 647197DEST_PATH_IMAGE008
为系统 的角频率，变流器采用LCL型滤波器：
Figure 392299DEST_PATH_IMAGE009
为逆变器侧滤波电感，
Figure 829096DEST_PATH_IMAGE010
为滤波电感，
Figure 659649DEST_PATH_IMAGE011
为网侧电 感。图2所示为变流器的电压环、电流环及虚拟阻抗环，其中
Figure 840095DEST_PATH_IMAGE012
和
Figure 688971DEST_PATH_IMAGE013
分别为电压环和电 流环的表达式，如式（1）、式（2）所示：
Figure 296670DEST_PATH_IMAGE014
， （1）
Figure 614519DEST_PATH_IMAGE015
， （2）
式中，
Figure 333076DEST_PATH_IMAGE016
为
Figure 52770DEST_PATH_IMAGE016
域的函数，
Figure 579173DEST_PATH_IMAGE017
为电流环的比例系数，
Figure 118739DEST_PATH_IMAGE018
为电流环的积分系数，
Figure 906566DEST_PATH_IMAGE019
为电 压环的比例系数，
Figure 215188DEST_PATH_IMAGE020
为电压环的积分系数。
电流、电压控制器中满足：
Figure 430269DEST_PATH_IMAGE021
， （3）
式中，
Figure 440819DEST_PATH_IMAGE022
为虚拟阻抗的d轴电压，
Figure 32337DEST_PATH_IMAGE023
为虚拟阻抗的q轴电压；
最终，将控制信号传入SVPWM（空间矢量调制）中，其中，控制信号为：
Figure 195465DEST_PATH_IMAGE024
，（4）
式中，
Figure 315868DEST_PATH_IMAGE025
为d轴的参考电压，
Figure 95605DEST_PATH_IMAGE026
为q轴的参考电压。
步骤2：有功-频率、无功-电压控制（一次调节）
图3和图4所示分别为本发明的有功-频率的控制策略示意图、无功-电压的控制策略示意图，在有功-频率控制器中，本发明旨在使分布式电源具有同步机的基本特性，而不期望引入过多同步发电机的暂态过程，因此采用同步发电机二阶模型；在无功-电压控制器中，采用无功-电压下垂控制策略。控制策略的表达如式（5）所示：
Figure 710388DEST_PATH_IMAGE027
，（5）
式中，
Figure 993602DEST_PATH_IMAGE028
为虚拟转动惯量，
Figure 550485DEST_PATH_IMAGE029
为系统的角频率，
Figure 551940DEST_PATH_IMAGE030
为系统的额定角频率，
Figure 219681DEST_PATH_IMAGE031
为系统 的机械转矩，
Figure 341090DEST_PATH_IMAGE032
为系统的电磁转矩，
Figure 334454DEST_PATH_IMAGE033
为系统的阻尼转矩，
Figure 557625DEST_PATH_IMAGE034
为系统的机械功率，
Figure 29057DEST_PATH_IMAGE035
为系统 的电磁功率，
Figure 21284DEST_PATH_IMAGE036
为系统的阻尼，
Figure 667773DEST_PATH_IMAGE037
为变流器的输出电压，
Figure 378240DEST_PATH_IMAGE038
为变流器的额定输出电压，
Figure 387784DEST_PATH_IMAGE039
为无 功功率-电压系数，
Figure 765676DEST_PATH_IMAGE040
为输出的无功功率，
Figure 569684DEST_PATH_IMAGE041
为额定的无功功率。
为了模拟同步发电机像电力系统中同步发电机一样对电力系统中的变化幅度小、周期短的负荷进行一次调频，设计的虚拟调速器如式（6）所示：
Figure 33026DEST_PATH_IMAGE042
， （6）
式中，
Figure 829950DEST_PATH_IMAGE043
为系统的机械功率，
Figure 796769DEST_PATH_IMAGE044
为系统的额定功率，
Figure 771678DEST_PATH_IMAGE045
为有功功率-频率下垂系 数；
结合式（5）和（6）可以得到本发明采用的有功-频率、无功-电压的控制策略如式（7）所示：
Figure 722316DEST_PATH_IMAGE046
， （7）
式中，
Figure 824396DEST_PATH_IMAGE047
为系统的输出功率；
由式（8）可知，当系统达到稳态时，有：
Figure 911300DEST_PATH_IMAGE048
， （8）
步骤3：一次调节分析
式（8）表明，虚拟同步机的有功功率和频率之间存在下垂特性，可以看出，虚拟同步机控制属于一次调频的有差调节。当系统中出现变化幅度较大、变化周期较长的负荷时，仅靠一次调频往往不能将频率偏移量限制在合理的范围之内，这时需要引入二次调频。
针对无功功率电压下垂控制，同样属于一次调压的有差调节，当系统中出现变化幅度较大、变化周期较长的波动时，仅靠一次调压往往不能将电压偏移量限制在合理的范围之内，这时需要引入二次调压。
步骤4：二次频率、电压恢复控制
本发明通过增加频率、电压自治调节环节如图3和图4所示，其中通过引入频率调 节项
Figure 322690DEST_PATH_IMAGE049
实现频率的二次调节，在频率偏离额定值时，通过
Figure 229466DEST_PATH_IMAGE050
的调节将频率恢复至 额定值；通过引入电压调节项
Figure 384504DEST_PATH_IMAGE051
实现电压的二次调节，在电压偏离额定值时，通过
Figure 575183DEST_PATH_IMAGE052
的调节将电压恢复至额定值。
本发明提出的频率、电压二次调节的表达如式（9）所示：
Figure 891895DEST_PATH_IMAGE053
， （9）
式中，
Figure 285967DEST_PATH_IMAGE054
为系统的额定功率，
Figure 244696DEST_PATH_IMAGE055
为有功功率-频率下垂系数，
Figure 40613DEST_PATH_IMAGE056
为系统的角频率，
Figure 377546DEST_PATH_IMAGE057
为系统的额定角频率，
Figure 524494DEST_PATH_IMAGE058
为系统的输出有功功率，
Figure 755755DEST_PATH_IMAGE059
为系统的阻尼，
Figure 671758DEST_PATH_IMAGE060
为频率调节 项，
Figure 861431DEST_PATH_IMAGE061
为系统的转动惯量，
Figure 479363DEST_PATH_IMAGE062
为系统的输出电压，
Figure 779894DEST_PATH_IMAGE063
为系统的额定输出电压，
Figure 284825DEST_PATH_IMAGE064
为无功功率- 电压下垂系数，
Figure 379820DEST_PATH_IMAGE065
为系统的无功功率，
Figure 501360DEST_PATH_IMAGE066
为系统的额定无功功率，
Figure 340003DEST_PATH_IMAGE067
为电压调节项；
其中，
Figure 715752DEST_PATH_IMAGE068
， （10）
式中，
Figure 247227DEST_PATH_IMAGE069
为频率调节的比例系数，
Figure 324905DEST_PATH_IMAGE070
为频率调节的积分系数，
Figure 967238DEST_PATH_IMAGE071
为电压调节 的比例系数，
Figure 712341DEST_PATH_IMAGE072
为电压调节的积分系数。
步骤5：线路阻抗不一致时的有功功率、无功功率分配分析
由多台变流器并联组成的交流微电网系统，其中第i台变流器的输出阻抗为
Figure 398406DEST_PATH_IMAGE073
。 第i台变流器的输出视在功率
Figure 228958DEST_PATH_IMAGE074
可以表示为：
Figure 143825DEST_PATH_IMAGE075
， （11）
式中，
Figure 9013DEST_PATH_IMAGE076
为第i台变流器的输出有功功率，
Figure 616711DEST_PATH_IMAGE077
为第i台变流器的输出无功功率，
Figure 416784DEST_PATH_IMAGE078
为 第i台变流器的输出电压，
Figure 400920DEST_PATH_IMAGE079
为公共耦合点的电压，
Figure 120615DEST_PATH_IMAGE080
为第i台变流器的输出阻抗，
Figure 899215DEST_PATH_IMAGE081
为第i 台变流器的输出阻抗角；
根据式（11），第i台变流器输出的有功功率和无功功率可以表示为：
Figure 704360DEST_PATH_IMAGE082
， （12）
取
Figure 475876DEST_PATH_IMAGE083
小角度的线性化（
Figure 784497DEST_PATH_IMAGE084
，
Figure 999578DEST_PATH_IMAGE085
），可以得到第j台变流器和第i台变流器之 间有功功率和无功功率之间的差值如下：
（1）线路阻抗对有功功率的分配影响机制
Figure 760861DEST_PATH_IMAGE086
， （13）
式中，
Figure 352379DEST_PATH_IMAGE087
为有功功率的误差，
Figure 266239DEST_PATH_IMAGE088
为第j台变流器的输出有功功率，
Figure 652221DEST_PATH_IMAGE089
为第i台变 流器的输出有功功率，
Figure 166379DEST_PATH_IMAGE080
为第i台变流器的阻抗，
Figure 296009DEST_PATH_IMAGE090
为第j台变流器的阻抗，
Figure 313644DEST_PATH_IMAGE091
为第j台变流 器的输出阻抗角，
Figure 119795DEST_PATH_IMAGE081
为第i台变流器的输出阻抗角；
根据式（13）可以看出，有功功率的误差
Figure 121249DEST_PATH_IMAGE087
主要与逆变器的输出角度
Figure 523411DEST_PATH_IMAGE092
和线路的 阻抗
Figure 926711DEST_PATH_IMAGE093
有关。
（2）线路阻抗对无功功率的分配影响机制
Figure 920075DEST_PATH_IMAGE094
， （14）
式中，
Figure 877666DEST_PATH_IMAGE095
为无功功率的误差，
Figure 96902DEST_PATH_IMAGE096
为第i台变流器的输出无功功率，
Figure 354708DEST_PATH_IMAGE097
为第j台变 流器的输出无功功率，
Figure 253394DEST_PATH_IMAGE080
为第i台变流器的输出阻抗，
Figure 963861DEST_PATH_IMAGE090
为第j台变流器的输出阻抗，
Figure 238984DEST_PATH_IMAGE079
为 公共耦合点的电压，
Figure 334985DEST_PATH_IMAGE098
为第j台的无功功率-电压下垂系数；
根据式（14）可以看出，无功功率的误差
Figure 404572DEST_PATH_IMAGE095
主要与逆变器的线路阻抗X和下垂系 数有关。
步骤6：线路阻抗不一致时的功率均分控制
本发明在提出的频率、电压自治调节的基础上加入有功功率和无功功率均分控制 策略，其控制策略如图5所示，图中：为变流器的输出阻抗，
Figure 336756DEST_PATH_IMAGE025
为d轴的参考电压，
Figure 415570DEST_PATH_IMAGE026
为q轴的 参考电压，
Figure 382389DEST_PATH_IMAGE099
为低通滤波器的截止频率。
在有功功率-频率、无功功率-电压二次自治调节的基础上加入了有功功率和无功 功率均分控制部分
Figure 373610DEST_PATH_IMAGE100
和
Figure 58670DEST_PATH_IMAGE101
，如式（15）所示：
Figure 675596DEST_PATH_IMAGE102
， （15）
式中，
Figure 496921DEST_PATH_IMAGE100
为有功功率调节项，
Figure 642732DEST_PATH_IMAGE103
为有功功率均分控制器的比例系数，
Figure 798775DEST_PATH_IMAGE104
为 有功功率均分控制器的积分系数，
Figure 219393DEST_PATH_IMAGE105
为有功功率的平均值，
Figure 895225DEST_PATH_IMAGE106
为第i台新能源发电变流器输 出的有功功率，
Figure 743095DEST_PATH_IMAGE101
为无功功率调节项，
Figure 137167DEST_PATH_IMAGE107
为无功功率均分控制器的比例系数，
Figure 578119DEST_PATH_IMAGE108
为 无功功率均分控制器的积分系数，
Figure 639616DEST_PATH_IMAGE109
为无功功率的平均值，
Figure 392809DEST_PATH_IMAGE110
为第i台新能源发电变流器输 出的无功功率；
其中，
Figure 274177DEST_PATH_IMAGE111
， （16）
式中，
Figure 771017DEST_PATH_IMAGE112
为新能源发电变流器总数量。
综上，本申请的方法具有以下有益效果：
1、使用VSG进行一次调频，解决系统的转动惯量低，增加系统的抗干扰能力；
2、通过增加频率、电压自治调节环节实现二次调频调压控制，避免当系统中出现变化幅度较大的负荷时，仅靠一次调节不能将频率电压偏移量限制在合理的范围之内的问题；
3、通过有功无功均分方法，当线路阻抗参数不一致性时，实现功率精确分配，避免无功环流的出现。
具体地，为了验证本发明提出的算法的有效性，搭建了两台变流器并联系统，其结 构如图6所示，图中：
Figure 670709DEST_PATH_IMAGE113
为第一台变流器的滤波电感，
Figure 860382DEST_PATH_IMAGE114
为第二台变流器的滤波电感，
Figure 229046DEST_PATH_IMAGE115
为第 一台变流器的滤波电容，
Figure 529578DEST_PATH_IMAGE116
为第二台变流器的滤波电容。在图5中，变流器均采用了本发明 提出的控制方法且控制参数相同，变流器的主要参数如表1所示。
Figure 34508DEST_PATH_IMAGE117
，
算例1：频率和电压二次恢复控制
（1）频率二次恢复控制
图7给出了两台逆变器并联的频率二次恢复控制示意图。在t=1s之前逆变器输出的有功功率为0kVar，系统的电压为额定频率为50Hz；t=1s时系统的有功负载加重，可以看到系统的频率下降；t=2s时，投入本申请所提出的频率二次恢复调节控制方法，系统的频率可以实现恢复到额定值50Hz。
（2）电压二次恢复控制
图8给出了两台逆变器并联情况下电压二次恢复控制的仿真结果图。在t=1s之前逆变器输出的无功功率为0kVar，系统的电压为额定电压380V；t=1s时系统的无功负载加重，可以看到系统的电压下降；t=2s时，投入本申请所提出的电压二次恢复调节控制方法，系统的电压可以实现恢复到额定值380V。
算例2：有功功率和无功功率分配控制
（1）有功功率分配控制
图9给出了有功功率分配控制仿真结果图，在t=1s之前系统的有功负载为0kW，系统的频率和电压运行在额定值；在t=1s时刻系统的有功负载加重，系统的频率和电压下降；在t=2s时刻投入本文所提的频率和电压二次调节方法，由于逆变器的参数不一致会导致输出的有功功率分配不均；在t=3.5s时刻，投入本申请所提的有功功率分配控制方法，仿真结果表明可以实现有功功率均分控制。
（2）无功功率分配控制
图10给出了无功功率分配控制仿真结果图，在t=1s之前系统的无功负载为0kVar，系统的频率和电压运行在额定值；在t=1s时刻系统的无功负载加重，系统的频率和电压下降；在t=2s时刻投入本文所提的频率和电压二次调节方法，由于逆变器的参数不一致会导致输出的无功功率的分配不均；在t=3.5s时刻，投入本申请所提的无功功率分配控制方法，仿真结果表明可以实现无功功率的分配控制。
请参阅图11，其示出了本申请的一种新能源发电变流器的控制系统的结构框图。
如图11所示，控制系统200，包括第一调节模块210、第一判断模块220、第二调节模块230、第三调节模块240、第二判断模块250以及均分模块260。
其中，第一调节模块210，配置为根据虚拟同步机控制策略对孤岛运行状态下的各个所述新能源发电变流器的频率及电压分别进行一次调节，输出实时频率以及实时电压；第一判断模块220，配置为判断所述实时频率与额度频率值的差值是否小于第一预设阈值以及判断所述实时电压与额度电压值的差值是否小于第二预设阈值；第二调节模块230，配置为若所述实时频率与额度频率值的差值小于第一预设阈值，则对所述实时频率进行二次调节，输出所述新能源发电变流器的额定频率；第三调节模块240，配置为若所述实时电压与额度电压值的差值小于第二预设阈值，则对所述实时电压进行二次调节，输出所述新能源发电变流器的额定电压；第二判断模块250，配置为判断各个所述新能源发电变流器的阻抗是否一致；均分模块260，配置为若各个所述新能源发电变流器的阻抗不一致，则基于预设的功率调节项对各个所述新能源发电变流器输出的功率进行调节，得到输出功率的平均值。
应当理解，图11中记载的诸模块与参考图1中描述的方法中的各个步骤相对应。由此，上文针对方法描述的操作和特征以及相应的技术效果同样适用于图11中的诸模块，在此不再赘述。
在另一些实施例中，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序指令被处理器执行时，使所述处理器执行上述任意方法实施例中的新能源发电变流器的控制方法；
作为一种实施方式，本发明的计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，计算机可执行指令设置为：
根据虚拟同步机控制策略对孤岛运行状态下的各个所述新能源发电变流器的频率及电压分别进行一次调节，输出实时频率以及实时电压；
判断所述实时频率与额度频率值的差值是否小于第一预设阈值以及判断所述实时电压与额度电压值的差值是否小于第二预设阈值；
若所述实时频率与额度频率值的差值小于第一预设阈值，则基于预设的频率调节项对所述实时频率进行二次调节，输出所述新能源发电变流器的额定频率；
若所述实时电压与额度电压值的差值小于第二预设阈值，则基于预设的电压调节项对所述实时电压进行二次调节，输出所述新能源发电变流器的额定电压；
判断各个所述新能源发电变流器的阻抗是否一致；
若各个所述新能源发电变流器的阻抗不一致，则基于预设的功率调节项对各个所述新能源发电变流器输出的功率进行调节，得到输出功率的平均值。
计算机可读存储介质可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储根据新能源发电变流器的控制系统的使用所创建的数据等。此外，计算机可读存储介质可以包括高速随机存取存储器，还可以包括存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实施例中，计算机可读存储介质可选包括相对于处理器远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至新能源发电变流器的控制系统。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
图12是本发明实施例提供的电子设备的结构示意图，如图12所示，该设备包括：一个处理器310以及存储器320。电子设备还可以包括：输入装置330和输出装置340。处理器310、存储器320、输入装置330和输出装置340可以通过总线或者其他方式连接，图12中以通过总线连接为例。存储器320为上述的计算机可读存储介质。处理器310通过运行存储在存储器320中的非易失性软件程序、指令以及模块，从而执行服务器的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例新能源发电变流器的控制方法。输入装置330可接收输入的数字或字符信息，以及产生与新能源发电变流器的控制系统的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。输出装置340可包括显示屏等显示设备。
上述电子设备可执行本发明实施例所提供的方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本发明实施例所提供的方法。
作为一种实施方式，上述电子设备应用于新能源发电变流器的控制系统中，用于客户端，包括：至少一个处理器；以及，与至少一个处理器通信连接的存储器；其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的指令，指令被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器能够：
根据虚拟同步机控制策略对孤岛运行状态下的各个所述新能源发电变流器的频率及电压分别进行一次调节，输出实时频率以及实时电压；
判断所述实时频率与额度频率值的差值是否小于第一预设阈值以及判断所述实时电压与额度电压值的差值是否小于第二预设阈值；
若所述实时频率与额度频率值的差值小于第一预设阈值，则基于预设的频率调节项对所述实时频率进行二次调节，输出所述新能源发电变流器的额定频率；
若所述实时电压与额度电压值的差值小于第二预设阈值，则基于预设的电压调节项对所述实时电压进行二次调节，输出所述新能源发电变流器的额定电压；
判断各个所述新能源发电变流器的阻抗是否一致；
若各个所述新能源发电变流器的阻抗不一致，则基于预设的功率调节项对各个所述新能源发电变流器输出的功率进行调节，得到输出功率的平均值。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行各个实施例或者实施例的某些部分的方法。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，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技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种新能源发电变流器的控制方法，其特征在于，包括：
根据虚拟同步机控制策略对孤岛运行状态下的各个所述新能源发电变流器的频率及电压分别进行一次调节，输出实时频率以及实时电压；
判断所述实时频率与额度频率值的差值是否小于第一预设阈值以及判断所述实时电压与额度电压值的差值是否小于第二预设阈值；
若所述实时频率与额度频率值的差值小于第一预设阈值，则基于预设的频率调节项对所述实时频率进行二次调节，输出所述新能源发电变流器的额定频率；
若所述实时电压与额度电压值的差值小于第二预设阈值，则基于预设的电压调节项对所述实时电压进行二次调节，输出所述新能源发电变流器的额定电压；
判断各个所述新能源发电变流器的阻抗是否一致；
若各个所述新能源发电变流器的阻抗不一致，则基于预设的功率调节项对各个所述新能源发电变流器输出的功率进行调节，得到输出功率的平均值。
2.根据权利要求1所述的一种新能源发电变流器的控制方法，其特征在于，其中，基于预设的频率调节项对所述实时频率进行二次调节的表达式为：
Figure 901318DEST_PATH_IMAGE001
，
式中，
Figure 287300DEST_PATH_IMAGE002
为额定有功功率，
Figure 801458DEST_PATH_IMAGE004
为有功功率-频率下垂系数，
Figure 665509DEST_PATH_IMAGE005
为系统的角频率，
Figure 197990DEST_PATH_IMAGE007
为系统 的额定角频率，
Figure 754873DEST_PATH_IMAGE009
为变流器的输出功率，
Figure 490748DEST_PATH_IMAGE011
为虚拟阻尼，
Figure 627331DEST_PATH_IMAGE012
为频率调节项，
Figure 515784DEST_PATH_IMAGE014
为虚拟转动 惯量；
其中，计算频率调节项的表达式为：
Figure 977989DEST_PATH_IMAGE015
，
式中，
Figure 466739DEST_PATH_IMAGE016
为
Figure 672593DEST_PATH_IMAGE016
域的函数，
Figure 914087DEST_PATH_IMAGE017
为频率调节的比例系数，
Figure 78352DEST_PATH_IMAGE018
为频率调节的积分系数。
3.根据权利要求1所述的一种新能源发电变流器的控制方法，其特征在于，其中，基于预设的电压调节项对所述实时电压进行二次调节的表达式为：
Figure 788819DEST_PATH_IMAGE019
，
式中，
Figure 798364DEST_PATH_IMAGE020
为变流器的输出电压，
Figure 910676DEST_PATH_IMAGE021
为变流器的额定电压，
Figure 485924DEST_PATH_IMAGE023
为无功功率-电压下垂系数，
Figure 949267DEST_PATH_IMAGE024
为变流器输出的无功功率，
Figure 496923DEST_PATH_IMAGE025
为额定功率，
Figure 729321DEST_PATH_IMAGE026
为电压调节项 ；
其中，计算电压调节项的表达式为：
Figure 969809DEST_PATH_IMAGE027
，
式中，
Figure 638557DEST_PATH_IMAGE028
为电压调节的比例系数，
Figure 255483DEST_PATH_IMAGE029
为电压调节的积分系数，
Figure 76809DEST_PATH_IMAGE030
为变流器电容上 的额定电压，
Figure 753778DEST_PATH_IMAGE031
为变流器电容上的电压。
4.根据权利要求1所述的一种新能源发电变流器的控制方法，其特征在于，所述基于预设的功率调节项对各个所述新能源发电变流器输出的功率进行调节，得到输出功率的平均值包括：
基于预设的有功功率调节项对各个所述新能源发电变流器输出的有功功率进行调节，得到有功功率的平均值；
基于预设的无功功率调节项对各个所述新能源发电变流器输出的无功功率进行调节，得到无功功率的平均值。
5.根据权利要求4所述的一种新能源发电变流器的控制方法，其特征在于，其中，所述有功功率调节项以及所述无功功率调节项的表达式分别为：
Figure 660554DEST_PATH_IMAGE032
，
式中，
Figure 815592DEST_PATH_IMAGE016
为
Figure 507735DEST_PATH_IMAGE016
域的函数，
Figure 355605DEST_PATH_IMAGE033
为有功功率调节项，
Figure 749678DEST_PATH_IMAGE034
为有功功率均分控制器的比例系 数，
Figure 442827DEST_PATH_IMAGE035
为无功功率均分控制器的积分系数，
Figure 238745DEST_PATH_IMAGE036
为有功功率的平均值，
Figure 241205DEST_PATH_IMAGE037
为第i台新能源发电 变流器输出的有功功率，
Figure 388152DEST_PATH_IMAGE038
为无功功率调节项，
Figure 884993DEST_PATH_IMAGE039
为无功功率均分控制器的比例系 数，
Figure 800996DEST_PATH_IMAGE040
为无功功率均分控制器的积分系数，
Figure 725090DEST_PATH_IMAGE041
为无功功率的平均值，
Figure 841557DEST_PATH_IMAGE043
为第i台新能源发 电变流器输出的无功功率；
其中，
Figure 876509DEST_PATH_IMAGE044
，
式中，
Figure DEST_PATH_IMAGE045
为新能源发电变流器总数量。
6.一种新能源发电变流器的控制系统，其特征在于，包括：
第一调节模块，配置为根据虚拟同步机控制策略对孤岛运行状态下的各个所述新能源发电变流器的频率及电压分别进行一次调节，输出实时频率以及实时电压；
第一判断模块，配置为判断所述实时频率与额度频率值的差值是否小于第一预设阈值以及判断所述实时电压与额度电压值的差值是否小于第二预设阈值；
第二调节模块，配置为若所述实时频率与额度频率值的差值小于第一预设阈值，则对所述实时频率进行二次调节，输出所述新能源发电变流器的额定频率；
第三调节模块，配置为若所述实时电压与额度电压值的差值小于第二预设阈值，则对所述实时电压进行二次调节，输出所述新能源发电变流器的额定电压；
第二判断模块，配置为判断各个所述新能源发电变流器的阻抗是否一致；
均分模块，配置为若各个所述新能源发电变流器的阻抗不一致，则基于预设的功率调节项对各个所述新能源发电变流器输出的功率进行调节，得到输出功率的平均值。
7.一种电子设备，其特征在于，包括：至少一个处理器，以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器，其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1至5任一项所述的方法。
8.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时实现权利要求1至5任一项所述的方法。
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