CN117856338A - 一种控制方法、装置及控制设备 - Google Patents

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CN117856338A
CN117856338A CN202410257936.6A CN202410257936A CN117856338A CN 117856338 A CN117856338 A CN 117856338A CN 202410257936 A CN202410257936 A CN 202410257936A CN 117856338 A CN117856338 A CN 117856338A
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曹梦林
汪飞
严春喜
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Abstract

本发明实施例提供了一种控制方法、装置及控制设备。其中,所述方法包括:获取并网开关两侧的虚拟有功功率差值,作为测量功率差值;并获取所述并网开关两侧的电压幅值差值,作为测量幅值差值;其中,所述并网开关的一侧连接储能变流器,所述并网开关的另一侧连接电网;根据所述测量功率差值,确定所述储能变流器的输出电压的相位差值;并根据所述测量幅值差值,确定所述输出电压的幅值差值;根据所述相位差值和所述幅值差值控制所述储能变流器进行供电,以降低所述并网开关两侧的虚拟有功功率差值和电压幅值差值。可以提高储能变流器的稳定性。

Description

一种控制方法、装置及控制设备
技术领域
本发明涉及数据处理技术领域,特别是涉及一种控制方法、装置及控制设备。
背景技术
储能设备放出的电荷在经过储能变流器的转换后,可以转换为能够被电子设备使用的交流电,因此可以使用储能设备配合储能变流器组成虚拟的发电设备(下文称虚拟同步发电机)来代替实体同步发电机进行供电。
一些微型电网(下文简称微网)使用虚拟同步发电机来进行发电,但是,由于虚拟同步发电机中并不存在实体同步发电机中的转子、绕组等组件,因此并不具备实体同步发电机的转动惯量和阻尼特性。
导致虚拟同步发电机的输出电压在一些使用场景中无法像实体同步发电机一样保持输出的稳定性。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种控制方法、装置及控制设备,以实现提高储能变流器的稳定性。具体技术方案如下:
在本申请的第一方面,提供了一种控制方法,所述方法包括:
获取并网开关两侧的虚拟有功功率差值,作为测量功率差值;并获取所述并网开关两侧的电压幅值差值,作为测量幅值差值;其中,所述并网开关的一侧连接储能变流器,所述并网开关的另一侧连接电网;
根据所述测量功率差值,确定所述储能变流器的输出电压的相位差值;并根据所述测量幅值差值,确定所述输出电压的幅值差值;
根据所述相位差值和所述幅值差值控制所述储能变流器进行供电,以降低所述并网开关两侧的虚拟有功功率差值和电压幅值差值。
在一种可能的实施例中,所述获取所述并网开关两侧的虚拟有功功率差值,作为测量功率差值,包括:
根据测量得到的所述并网开关两侧的两相静止α-β坐标系电压,计算所述并网开关两侧的虚拟有功功率差值,作为测量功率差值;
所述获取所述并网开关两侧的电压幅值差值,作为测量幅值差值,包括:
根据所述两相静止α-β坐标系电压,计算所述并网开关两侧的电压幅值差值,作为测量幅值差值。
在一种可能的实施例中,所述根据测量得到的所述并网开关两侧的两相静止α-β坐标系电压,计算所述并网开关两侧的虚拟有功功率差值,作为测量功率差值,包括:
按照下式计算得到测量功率差值:
其中,为所述并网开关连接所述电网一侧的α-β坐标系电压的α分量,/>为所述并网开关连接所述电网一侧的α-β坐标系电压的β分量,/>为所述并网开关连接所述储能变流器一侧的α-β坐标系电压的α分量,/>为所述并网开关连接所述储能变流器一侧的α-β坐标系电压的β分量;
所述根据所述两相静止α-β坐标系电压,计算所述并网开关两侧的电压幅值差值,作为测量幅值差值,包括:
按照下式计算得到测量幅值差值:
在一种可能的实施例中,所述根据所述测量功率差值,确定所述储能变流器的输出电压的相位差值,包括:
以小于预设阈值的目标功率差值为参考值,通过比例积分PI控制方法得到所述储能变流器的输出电压的相位差值;
所述根据所述测量幅值差值,确定所述输出电压的幅值差值,包括:
以小于预设阈值的目标幅值差值为参考值,通过PI控制方法确定所述储能变流器的输出电压的幅值差值。
在一种可能的实施例中,所述根据所述相位差值和所述幅值差值控制所述储能变流器进行供电,包括:
根据所述相位差值和所述幅值差值,通过准比例谐振PR控制方法在三相静止a-b-c坐标系中确定输出电压;
按照所述输出电压控制所述储能变流器进行供电。
在本申请的第二方面,提供了一种控制装置,所述装置包括:
测量模块,用于获取并网开关两侧的虚拟有功功率差值,作为测量功率差值;并获取所述并网开关两侧的电压幅值差值,作为测量幅值差值;其中,所述并网开关的一侧连接储能变流器,所述并网开关的另一侧连接电网;
差值计算模块,用于根据所述测量功率差值,确定所述储能变流器的输出电压的相位差值;并根据所述测量幅值差值,确定所述输出电压的幅值差值;
反馈控制模块,用于根据所述相位差值和所述幅值差值控制所述储能变流器进行供电,以降低所述并网开关两侧的虚拟有功功率差值和电压幅值差值。
在一种可能的实施例中,所述测量模块获取所述并网开关两侧的虚拟有功功率差值,作为测量功率差值,包括:
根据测量得到的所述并网开关两侧的两相静止α-β坐标系电压,计算所述并网开关两侧的虚拟有功功率差值,作为测量功率差值;
所述测量模块获取所述并网开关两侧的电压幅值差值,作为测量幅值差值,包括:
根据所述两相静止α-β坐标系电压,计算所述并网开关两侧的电压幅值差值,作为测量幅值差值。
在一种可能的实施例中,所述测量模块根据测量得到的所述并网开关两侧的两相静止α-β坐标系电压,计算所述并网开关两侧的虚拟有功功率差值,作为测量功率差值,包括:
按照下式计算得到测量功率差值:
其中,为所述并网开关连接所述电网一侧的α-β坐标系电压的α分量,/>为所述并网开关连接所述电网一侧的α-β坐标系电压的β分量,/>为所述并网开关连接所述储能变流器一侧的α-β坐标系电压的α分量,/>为所述并网开关连接所述储能变流器一侧的α-β坐标系电压的β分量;
所述测量模块根据所述两相静止α-β坐标系电压,计算所述并网开关两侧的电压幅值差值,作为测量幅值差值,包括:
按照下式计算得到测量幅值差值:
在一种可能的实施例中,所述差值计算模块根据所述测量功率差值,确定所述储能变流器的输出电压的相位差值,包括:
以小于预设阈值的目标功率差值为参考值,通过比例积分PI控制方法得到所述储能变流器的输出电压的相位差值;
所述差值计算模块根据所述测量幅值差值,确定所述输出电压的幅值差值,包括:
以小于预设阈值的目标幅值差值为参考值,通过PI控制方法确定所述储能变流器的输出电压的幅值差值。
在一种可能的实施例中,所述反馈控制模块根据所述相位差值和所述幅值差值控制所述储能变流器进行供电,包括:
根据所述相位差值和所述幅值差值,通过准比例谐振PR控制方法在三相静止a-b-c坐标系中确定输出电压;
按照所述输出电压控制所述储能变流器进行供电。
在本申请的第三方面,提供了一种控制设备,所述控制设备包括处理器和存储器;
所述存储器,用于存放计算机程序;
所述处理器,用于执行存储器上所存放的程序时,实现如上述第一方面任一所述的方法步骤。
在本申请的第四方面,提供了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如上述第一方面任一所述的方法步骤。
本发明实施例还提供了一种包含指令的计算机程序产品,当其在计算机上运行时,使得计算机执行上述第一方面任一所述的方法步骤。
本发明实施例有益效果:
本发明实施例提供的控制方法、装置及控制设备,可以通过计算并网开关两侧的虚拟有功功率差值和电压幅值差值,并根据计算得到的虚拟有功功率差值和电压幅值差值实现对储能变流器的控制,等效于在并网开关处增加了一个虚拟阻抗,通过该虚拟阻抗调整了储能变流器的输出电压的波形,可以理解的是阻抗对电路中的电压信号的变化产生一定的抵抗作用,因此通过增加该虚拟阻抗,能够在一定程度上防止输出电压在干扰的影响下产生变化,从而将输出电压维持在一个相对稳定的波形上,也即提高了储能变流器的稳定性。
当然,实施本发明的任一产品或方法并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,还可以根据这些附图获得其他的实施例。
图1为本申请提供的控制方法的一种流程示意图;
图2为本申请提供的储能变流器并入电网形成的电路的示意图;
图3为本申请提供的控制方法中有功功率控制环路的示意图;
图4为本申请提供的控制方法中无功功率控制环路的示意图;
图5为本申请提供的控制方法中PR控制环路的示意图;
图6为本申请提供的控制方法应用于图2所示场景时的流程示意图;
图7为本申请提供的控制装置的一种结构示意图;
图8为本申请提供的控制设备的一种结构示意图。
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,本领域普通技术人员基于本申请所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
为更清楚的对本申请提供的控制方法进行说明,下面将对本文中出现的一些名词进行解释:
储能变流器:能够将直流电信号转换为交流电信号,能够通过对储能变流器进行控制,从而调整储能变流器输出的交流电信号的电压波形。
虚拟同步发电机(Virtual Synchronous generator,VSG):由储能设备和储能变流器组成的、能够模拟同步发电机供电过程的虚拟设备,常被用于为微网供电。
微网:即微型电网,具有并网和离网两种工作模式。在离网模式下,储能变流器需要支撑微网的电压和频率,而在并网模式下储能变流器需要配合公共电网(下文简称电网)调度指令以保证共需功率平衡。根据实际需求,微网需要在并网和离网两种工作模式下切换。
PI(Proportional Integral,比例积分)控制:一种线性反馈控制方法,结合了比例控制和积分控制两种控制策略,通过该两种控制策略对被控制的参数值进行调整,以使得该参数值接近于参考值。
PR(Proportional Resonance,比例谐振)控制:一种针对交流信号设计的控制方法,用以实现对信号的无静差跟踪。
准PR控制:基于理想的PR控制方法改进得到的一种控制方法。
下面将以离并网切换的场景为例,对本申请提供的控制方法的应用场景进行示例性说明。可以理解的是,离并网切换的场景仅是本申请提供的控制方法的一种可能的应用场景,在其他可能的实施例中,本申请提供的控制方法也可以应用于其他可能的应用场景中,以下示例对此不作任何限制。
如前述说明,出于实际需求微网在工作过程中可能需要在离网模式和并网模式之间切换,而在切换过程中微网可能受到电流冲击等因素的干扰。
在面对这些干扰时,由于储能变流器并不存在实体同步发电机中的转子、绕组等组件,因此不具备转动惯量、阻尼特性,容易因这些干扰导致储能变流器输出的交流电信号产生波动,进而导致微网中的用电设备的正常运行受到影响。
相关技术中,可以通过增加锁相环降低这些干扰对储能变流器输出的交流电信号的影响,但是锁相环使用起来较为复杂。基于此,本申请提供了一种控制方法,用以降低干扰对于储能变流器的影响,从而提高储能变流器输出的交流电信号的稳定性。
参见图1,图1所示为本申请提供的控制方法的一种流程示意图,由于本申请提供的是一种针对储能变流器的控制方法,因此在对图1所示的控制方法进行说明之前,下面将先对储能变流器所处的电路进行简单说明,参见图2,图2所示为本申请提供的一种储能变流器并入电网所形成的电路的一种电路示意图,包括:
储能变流器210、并网开关220以及电网230。
储能变流器210通过并网开关220并入电网230,图2中示出的点pcc和点g为并网开关两侧的点位,下文中提到的并网开关两侧的点位的各种电路参数,即为点pcc和点g这两个点位处的电路参数,其中,点pcc为并网开关220连接储能变流器的一侧的点位,点g为并网开关220连接电网的一侧的点位。
下面再请回看到图1,以继续对本申请提供的控制方法进行说明,图1所示的方法包括:
S101,获取并网开关两侧的虚拟有功功率差值,作为测量功率差值,并获取并网开关两侧的电压幅值差值,作为测量幅值差值。
其中,并网开关的一侧连接储能变流器,并网开关的另一侧连接电网。
S102,根据测量功率差值,确定储能变流器的输出电压的相位差值,并根据测量幅值差值,确定输出电压的幅值差值。
S103,根据相位差值和幅值差值控制储能变流器进行供电,以降低并网开关两侧的虚拟有功功率差值和电压幅值差值。
选用该实施例,一方面,通过计算并网开关两侧的虚拟有功功率差值和电压幅值差值,并根据计算得到的虚拟有功功率差值和电压幅值差值实现对储能变流器的控制,等效于在并网开关处增加了一个虚拟阻抗,通过该虚拟阻抗调整了储能变流器的输出电压的波形,可以理解的是阻抗对电路中的电压信号的变化产生一定的抵抗作用,因此通过增加该虚拟阻抗,能够在一定程度上防止输出电压在干扰的影响下产生变化,从而将输出电压维持在一个相对稳定的波形上,也即提高了储能变流器的稳定性。
另一方面,由于有功功率取决于电路中电信号的相位,因此并网开关两侧的虚拟有功功率差值能够反映出并网开关两侧的电压的相位差值,而电压幅值差值则显然能够反映出并网开关两侧的电压的幅值差值。因此,本申请提供的控制方法中,可以根据单一的虚拟有功功率差值实现对相位差值的控制,同时通过单一的电压幅值差值实现对幅值差值的控制,从而尽可能保证输出电压的相位和幅值均保持稳定。整个控制过程中,对于相位的调节和对于幅值(也即功率)的调节是解耦合的,也即在对其中一者进行控制的过程中不用考虑另一者,因此可以有效降低方法实现的复杂度。同时,本申请提供的控制方法并不依赖于锁相环,可以降低电路的复杂度。
可见,本申请提供了一种相对简单的、能够有效提高储能边路器的稳定性的控制方法。以前述离并网的场景为例,若使用本申请提供的控制方法,则可以有效降低微网在离网模式和并网模式切换过程中因电流冲击等干扰导致的不稳定性,从而实现离网模式和并网模式的无缝切换。
可以理解的是,前述离并网切换的场景仅是一种可能的应用场景,本申请提供的控制方法也可以应用于其他存在干扰的场景,用于提高这些场景中储能变流器的稳定性。
下面将分别对前述步骤S101-S103进行说明:
在步骤S101中,如图2所示,储能变流器210与电网230之间的电路为三相电路,因此,在一种可能的实施例中,可以在静止三相a-b-c坐标系中测量得到并网开关两侧的电压,在根据测量得到的电压在a-b-c坐标系下进行计算,再转换到静止两相α-β坐标系下得到测量功率差值和测量幅值差值。同理,也可以是在电磁磁场-电枢磁场dq坐标系下进行计算,再转换到静止两相α-β坐标系下得到测量功率差值和测量幅值差值。
但是这些计算方式涉及坐标转换,因此计算过程相对复杂。基于此,在一种可能的实施例中,可以是在α-β坐标系中测量得到并网开关两侧的电压(下文称α-β坐标系电压),并根据测量得到的α-β坐标系电压分别计算得到测量功率差值和测量幅值差值。
为描述方便,下文中以表示点g处的α-β坐标系电压的α分量,/>表示点g处的α-β坐标系电压的β分量,/>表示点pcc处的α-β坐标系电压的α分量,/>表示点pcc处的α-β坐标系电压的β分量。
根据有功功率和电压幅值的定义,在一种可能的实施例中,可以按照公式(1)和公式(2)分别计算得到测量功率差值和测量幅值差值:
…(1)
…(2)
其中,为测量功率差值,/>为测量幅值差值。
在其他可能的实施例中,也可以采用其他公式计算得到测量功率差值和测量幅值差值,本申请对此不作任何限制。例如,在一种可能的实施例中,考虑到电子设备对于电压的变化存在一定的接受范围,也可以分别按照公式(3)和公式(4)分别计算得到测量功率差值和测量幅值差值:
…(3)
…(4)
其中,CP和CU为预设值,且应当尽可能小,CP和CU的大小取决于电子设备对于电压的接受范围,接受范围越大,则CP和CU可以设置的越大,反之,接受范围越大,则CP和CU应当设置的越小。
在步骤S102中,相位差值为用于降低甚至完全消除并网开关两侧的虚拟有功功率差值的补偿值,由于虚拟有功功率差值取决于相位差,也即取决于储能变流器的输出电压的相位,因此相位差值也可以视为用于对输出电压的相位进行补偿的补偿值,故本文中称为相位差值。
可以理解的是,若储能变流器的输出电压的相位与电网保持同步,则理论上虚拟有功功率差值为较小值甚至为0,因此测量功率差值能够反映出输出电压的相位与电网的相位之间的差异,进而使用反馈控制方法即可确定出能够将输出电压的相位补偿至与电网同步的补偿值。本申请中对所使用的反馈控制方法不作任何限定,下文中为描述方便,仅以PI控制方法为例,对如何确定相位差值进行说明,对于其他反馈控制方法的情况,原理是相同的,均是以测量功率差值作为被控制量,以0或者一个较小值作为参考量进行反馈控制,在此不再赘述。本文中的较小值是指足够接近0的数值,也即绝对值小于预设阈值的数值。
参见图3,图3所示为本申请提供的控制方法中有功功率的控制环路的示意图,如前述说明,对于有功功率的控制也即对输出电压的相位的控制,因此图3所示的控制环路也可以视为对于输出电压的相位进行控制的环路。
图3中虚线框中的部分即为通过PI控制确定相位差值的过程,至于图3中虚线框以外的区域将在后续的内容中进行说明,这里我们先仅对虚线框内进行说明。
其中即为前文中的测量功率差值,/>即为相位差值,/>为PI控制中的比例控制环节,/>为PI控制中的积分控制环节。
同理于虚拟有功功率差值的相关说明,使用反馈控制方法即可确定出能够将输出电压的幅值补偿至与电网相同的补偿值,也即幅值差值。下文中为描述方便,仍仅以PI控制方法为例,对如何确定幅值差值进行说明,对于其他反馈控制方法的情况,原理是相同的,均是以测量幅值差值作为被控制量,以0或者一个较小值作为参考量进行反馈控制,在此不再赘述。
参见图4,图4所示为本申请提供的控制方法中无功功率的控制环路的示意图,可以理解的是,对于无功功率的控制也即对输出电压的幅值的控制,因此图4所示的控制环路也可以视为对于输出电压的幅值进行控制的环路。
图4中虚线框中的部分即为通过PI控制确定幅值差值的过程,至于图4中虚线框以外的区域将在后续的内容中进行说明,这里我们先仅对虚线框内进行说明。
其中即为前文中的测量幅值差值,/>即为幅值差值,/>为PI控制中的比例控制环节,/>为PI控制中的积分控制环节。
上文已经对图1的步骤S102中是如何确定相位差值和幅值差值进行示例性说明,下面将继续对图1中的步骤S103进行说明。
在步骤S103中,如前述说明,相位差值为能够将输出电压的相位调整至与电网同步的补偿值,而幅值差值为能够将输出电压的幅值调整至与电网同步的补偿值,因此按照相位差值和幅值差值控制储能变流器进行供电后,储能变流器的输出电压应当与电网保持同步,进而可以降低并网开关两侧的虚拟有功功率差值和电压幅值差值。
本文中的降低并网开关两侧的虚拟有功功率差值和电压幅值差值是指:完全消除或者基本消除并网开关两侧的虚拟有功功率差值和电压幅值差值,也即使得并网开关两侧的虚拟有功功率差值和电压幅值差值为0或者较小值。
本申请中,可以执行一次步骤S101-步骤S103即可将并网开关两侧的虚拟有功功率差值和电压幅值差值降低为0或者较小值;也可以多次重复执行步骤S101-步骤S103,直至将并网开关两侧的虚拟有功功率差值和电压幅值差值降低为0或者较小值为止。
基于补偿值对储能变流器的控制仍然可以使用任意的反馈控制方法,如前述的PI控制方法。但是可以理解的是,对储能变流器的控制实质上是对储能变流器的输出电压的控制,而输出电压为交流电信号,而PI控制对于交流电信号的控制效果较差,基于此,在一种可能的实施例中,可以使用准PR控制对储能变流器进行控制。
参见图5,图5所示为准PR控制的过程示意图,其中,为通过三相电压E∠δ计算得到的参考正弦波的a分量,/>为通过三相电压E∠δ计算得到的参考正弦波的b分量,为通过三相电压E∠δ计算得到的参考正弦波的c分量,/>为三相逆变电压值的a分量,为三相逆变电压值的b分量,/>为三相逆变电压值的c分量,/>为三相逆变电流值的a分量,/>为三相逆变电流值的b分量,/>为三相逆变电流值的c分量,/>为准PR控制生成的三相逆变电流参考值的a分量,/>为准PR控制生成的三相逆变电流参考值的b分量,/>为准PR控制生成的三相逆变电流参考值的c分量,/>为输出电压的a分量,/>为输出电压的b分量,/>为输出电压的c分量。
图5仅示出了准PR控制环路,并未示出完整的控制环路。完整的控制环路可以参见图6,图6中右侧虚线框中的内容即对应于PI控制环路,也即图3和图4中虚线框中的内容。图6中左侧虚线框中的内容即对应于准PR控制环路。
可以理解的是,准PR控制环路用于对储能变流器的输出电压进行控制,以使得储能变流器的输出电压具有实体同步发电机的转动惯量和阻尼特性,从而使得储能变流器能够有效地模拟同步发电机,因此该控制过程也可以被视为将储能变流器虚拟为一个VSG的过程,因此图6中称为VSG算法。
参见图6,初始时,并网开关220处于断开状态,即储能变流器210未接入电网230,电网230处于离网模式。在通过本申请提供的控制方法将并网开关220两侧的虚拟有功功率差值和电压幅值差值降低为0或者较小值之后,将并网开关220闭合,储能变流器210接入电网230,使得电网230处于并网模式。也就是说,在将并网开关220两侧的虚拟有功功率差值和电压幅值差值降低为0或者较小值之后,闭合并网开关220,将电网230由离网模式切换至并网模式。
如前述说明,可以通过执行一次步骤S101-步骤S103或者多次重复执行步骤S101-步骤S103的方式,将并网开关220两侧的虚拟有功功率差值和电压幅值差值降低为0或者较小值,因此,可以在执行一次步骤S101-步骤S103或者多次重复执行步骤S101-步骤S103之后,闭合并网开关220,将电网230由离网模式切换至并网模式。
结合图3、图4和图6可以看出,PI控制环路的输出为相位差值(即)和幅值差值(即/>),而图5所示的准PR控制环路的输入为参考正弦波/>、/>、/>,参考正弦波是通过图3输出的输出电压的相位/>以及图4输出的输出电压的幅值信息E计算得到的。而这中间的转换即对应于图3和图4中虚线框以外的内容。
再请回看到图3,图3中虚线框以外的内容,其中,为有功功率,/>为有功功率参考值,J为转动惯量,D为虚拟阻抗,/>为角速度差值,/>为电网角速度,/>为输出电压的角速度。通过虚线框外的控制流程,最终得到输出电压的相位/>
再请参见图4中虚线框以外的内容,其中,为无功功率参考值,Q为无功功率,为额定电压幅值,/>为无功电压下垂系数,/>为电压变化量。通过虚线框外的控制流程,最终得到输出电压的幅值信息E。
再结合幅值信息E与相位即可得到参考正弦波/>、/>、/>,再将参考正弦波、/>、/>引入图5所示的准PR控制环路产生控制储能变流器开关管的调制波,按照该调制波对储能变流器进行控制。
具体的,可以通过下述公式(5)、(6)、(7)计算得到参考正弦波、/>、/>,包括:
…(5)
…(6)
…(7)
其中,Pi为圆周率。
通过以上说明,可见本申请提供了一种控制方法,至少具有以下效果:
效果1:本申请提供的控制方法不依赖于锁相环,而是通过在并网开关处构造虚拟阻抗,通过对虚拟阻抗的有功功率和无功功率对储能变流器进行反馈控制,从而提高储能变流器的稳定性,进而可以以一种相对容易实现的方式实现离并网的无缝切换。
效果2:基于α-β坐标系的准PR控制,减少了在各种坐标系之间进行转换的次数,同时实现对相位和幅值的解耦控制,能够提高储能变流器的输出电压的波形质量。
对于前述控制方法,本申请还提供了一种控制装置,如图7所示,包括:
测量模块701,用于获取并网开关两侧的虚拟有功功率差值,作为测量功率差值;并获取所述并网开关两侧的电压幅值差值,作为测量幅值差值;其中,并网开关的一侧连接储能变流器,并网开关的另一侧连接电网;
差值计算模块702,用于根据所述测量功率差值,确定所述储能变流器的输出电压的相位差值;并根据所述测量幅值差值,确定所述输出电压的幅值差值;
反馈控制模块703,用于根据所述相位差值和所述幅值差值控制所述储能变流器进行供电,以降低所述并网开关两侧的虚拟有功功率差值和电压幅值差值。
在一种可能的实施例中,所述测量模块701获取所述并网开关两侧的虚拟有功功率差值,作为测量功率差值,包括:
根据测量得到的所述并网开关两侧的两相静止α-β坐标系电压,计算所述并网开关两侧的虚拟有功功率差值,作为测量功率差值;
所述测量模块701获取所述并网开关两侧的电压幅值差值,作为测量幅值差值,包括:
根据所述两相静止α-β坐标系电压,计算所述并网开关两侧的电压幅值差值,作为测量幅值差值。
在一种可能的实施例中,所述测量模块701根据测量得到的所述并网开关两侧的两相静止α-β坐标系电压,计算所述并网开关两侧的虚拟有功功率差值,作为测量功率差值,包括:
按照下式计算得到测量功率差值:
其中,为所述并网开关连接所述电网一侧的α-β坐标系电压的α分量,/>为所述并网开关连接所述电网一侧的α-β坐标系电压的β分量,/>为所述并网开关连接所述储能变流器一侧的α-β坐标系电压的α分量,/>为所述并网开关连接所述储能变流器一侧的α-β坐标系电压的β分量;
所述测量模块701根据所述两相静止α-β坐标系电压,计算所述并网开关两侧的电压幅值差值,作为测量幅值差值,包括:
按照下式计算得到测量幅值差值:
在一种可能的实施例中,所述差值计算模块702根据所述测量功率差值,确定所述储能变流器的输出电压的相位差值,包括:
以小于预设阈值的目标功率差值为参考值,通过比例积分PI控制方法得到所述储能变流器的输出电压的相位差值;
所述差值计算模块702根据所述测量幅值差值,确定所述输出电压的幅值差值,包括:
以小于预设阈值的目标幅值差值为参考值,通过PI控制方法确定所述储能变流器的输出电压的幅值差值。
在一种可能的实施例中,所述反馈控制模块703根据所述相位差值和所述幅值差值控制所述储能变流器进行供电,包括:
根据所述相位差值和所述幅值差值,通过准比例谐振PR控制方法在三相静止a-b-c坐标系中确定输出电压;
按照所述输出电压控制所述储能变流器进行供电。
本发明实施例还提供了一种控制设备,如图8所示,包括处理器801和存储器802;
所述存储器802,用于存放计算机程序;
所述处理器801,用于执行存储器上所存放的程序时,实现如下步骤:
获取并网开关两侧的虚拟有功功率差值,作为测量功率差值;并获取所述并网开关两侧的电压幅值差值,作为测量幅值差值;其中,所述并网开关的一侧连接储能变流器,所述并网开关的另一侧连接电网;
根据所述测量功率差值,确定所述储能变流器的输出电压的相位差值;并根据所述测量幅值差值,确定所述输出电压的幅值差值;
根据所述相位差值和所述幅值差值控制所述储能变流器进行供电,以降低所述并网开关两侧的虚拟有功功率差值和电压幅值差值。
在一种可能的实施例中,所述获取所述并网开关两侧的虚拟有功功率差值,作为测量功率差值,包括:
根据测量得到的所述并网开关两侧的两相静止α-β坐标系电压,计算所述并网开关两侧的虚拟有功功率差值,作为测量功率差值;
所述获取所述并网开关两侧的电压幅值差值,作为测量幅值差值,包括:
根据所述两相静止α-β坐标系电压,计算所述并网开关两侧的电压幅值差值,作为测量幅值差值。
在一种可能的实施例中,所述根据测量得到的所述并网开关两侧的两相静止α-β坐标系电压,计算所述并网开关两侧的虚拟有功功率差值,作为测量功率差值,包括:
按照下式计算得到测量功率差值:
其中,为所述并网开关连接所述电网一侧的α-β坐标系电压的α分量,/>为所述并网开关连接所述电网一侧的α-β坐标系电压的β分量,/>为所述并网开关连接所述储能变流器一侧的α-β坐标系电压的α分量,/>为所述并网开关连接所述储能变流器一侧的α-β坐标系电压的β分量;
所述根据所述两相静止α-β坐标系电压,计算所述并网开关两侧的电压幅值差值,作为测量幅值差值,包括:
按照下式计算得到测量幅值差值:
在一种可能的实施例中,所述根据所述测量功率差值,确定所述储能变流器的输出电压的相位差值,包括:
以小于预设阈值的目标功率差值为参考值,通过比例积分PI控制方法得到所述储能变流器的输出电压的相位差值;
所述根据所述测量幅值差值,确定所述输出电压的幅值差值,包括:
以小于预设阈值的目标幅值差值为参考值,通过PI控制方法确定所述储能变流器的输出电压的幅值差值。
在一种可能的实施例中,所述根据所述相位差值和所述幅值差值控制所述储能变流器进行供电,包括:
根据所述相位差值和所述幅值差值,通过准比例谐振PR控制方法在三相静止a-b-c坐标系中确定输出电压;
按照所述输出电压控制所述储能变流器进行供电。
并且,控制设备还可以包括除处理器801和存储器802以外的其他电路元件,如通信接口和通信总线。对于存在通信接口和通信总线的情况,处理器801、通信接口以及存储器802通过通信总线完成相互间的通信。
上述控制设备提到的通信总线可以是外设部件互连标准(Peripheral ComponentInterconnect,PCI)总线或扩展工业标准结构(Extended Industry StandardArchitecture,EISA)总线等。该通信总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示,图中仅用一条粗线表示,但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
通信接口用于上述控制设备与其他设备之间的通信。
存储器可以包括随机存取存储器(Random Access Memory,RAM),也可以包括非易失性存储器(Non-Volatile Memory,NVM),例如至少一个磁盘存储器。可选的,存储器还可以是至少一个位于远离前述处理器的存储装置。
上述的处理器可以是通用处理器,包括中央处理器(Central Processing Unit,CPU)、网络处理器(Network Processor,NP)等;还可以是数字信号处理器(Digital SignalProcessor,DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit,ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。
在本发明提供的又一实施例中,还提供了一种计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质内存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一控制方法的步骤。
在本发明提供的又一实施例中,还提供了一种包含指令的计算机程序产品,当其在计算机上运行时,使得计算机执行上述实施例中任一控制方法。
在上述实施例中,可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时,可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时,全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中,或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输,例如,所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质,(例如,软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如,DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘Solid State Disk (SSD))等。
需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其,对于装置、控制设备、计算机可读存储介质以及计算机程序产品的实施例而言,由于其基本相似于方法实施例,所以描述的比较简单,相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等,均包含在本发明的保护范围内。

Claims (12)

1.一种控制方法,其特征在于,所述方法包括:
获取并网开关两侧的虚拟有功功率差值,作为测量功率差值;并获取所述并网开关两侧的电压幅值差值,作为测量幅值差值;其中,所述并网开关的一侧连接储能变流器,所述并网开关的另一侧连接电网;
根据所述测量功率差值,确定所述储能变流器的输出电压的相位差值;并根据所述测量幅值差值,确定所述输出电压的幅值差值;
根据所述相位差值和所述幅值差值控制所述储能变流器进行供电,以降低所述并网开关两侧的虚拟有功功率差值和电压幅值差值。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述获取所述并网开关两侧的虚拟有功功率差值,作为测量功率差值,包括:
根据测量得到的所述并网开关两侧的两相静止α-β坐标系电压,计算所述并网开关两侧的虚拟有功功率差值,作为测量功率差值;
所述获取所述并网开关两侧的电压幅值差值,作为测量幅值差值,包括:
根据所述两相静止α-β坐标系电压,计算所述并网开关两侧的电压幅值差值,作为测量幅值差值。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述根据测量得到的所述并网开关两侧的两相静止α-β坐标系电压,计算所述并网开关两侧的虚拟有功功率差值,作为测量功率差值,包括:
按照下式计算得到测量功率差值:
其中,为所述并网开关连接所述电网一侧的α-β坐标系电压的α分量,/>为所述并网开关连接所述电网一侧的α-β坐标系电压的β分量,/>为所述并网开关连接所述储能变流器一侧的α-β坐标系电压的α分量,/>为所述并网开关连接所述储能变流器一侧的α-β坐标系电压的β分量;
所述根据所述两相静止α-β坐标系电压,计算所述并网开关两侧的电压幅值差值,作为测量幅值差值,包括:
按照下式计算得到测量幅值差值:
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述测量功率差值,确定所述储能变流器的输出电压的相位差值,包括:
以小于预设阈值的目标功率差值为参考值,通过比例积分PI控制方法得到所述储能变流器的输出电压的相位差值;
所述根据所述测量幅值差值,确定所述输出电压的幅值差值,包括:
以小于预设阈值的目标幅值差值为参考值,通过PI控制方法确定所述储能变流器的输出电压的幅值差值。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述相位差值和所述幅值差值控制所述储能变流器进行供电,包括:
根据所述相位差值和所述幅值差值,通过准比例谐振PR控制方法在三相静止a-b-c坐标系中确定输出电压;
按照所述输出电压控制所述储能变流器进行供电。
6.一种控制装置,其特征在于,所述装置包括:
测量模块,用于获取并网开关两侧的虚拟有功功率差值,作为测量功率差值;并获取所述并网开关两侧的电压幅值差值,作为测量幅值差值;其中,所述并网开关的一侧连接储能变流器,所述并网开关的另一侧连接电网;
差值计算模块,用于根据所述测量功率差值,确定所述储能变流器的输出电压的相位差值;并根据所述测量幅值差值,确定所述输出电压的幅值差值;
反馈控制模块,用于根据所述相位差值和所述幅值差值控制所述储能变流器进行供电,以降低所述并网开关两侧的虚拟有功功率差值和电压幅值差值。
7.根据权利要求6所述的装置,其特征在于,所述测量模块获取所述并网开关两侧的虚拟有功功率差值,作为测量功率差值,包括:
根据测量得到的所述并网开关两侧的两相静止α-β坐标系电压,计算所述并网开关两侧的虚拟有功功率差值,作为测量功率差值;
所述测量模块获取所述并网开关两侧的电压幅值差值,作为测量幅值差值,包括:
根据所述两相静止α-β坐标系电压,计算所述并网开关两侧的电压幅值差值,作为测量幅值差值。
8.根据权利要求7所述的装置,其特征在于,所述测量模块根据测量得到的所述并网开关两侧的两相静止α-β坐标系电压,计算所述并网开关两侧的虚拟有功功率差值,作为测量功率差值,包括:
按照下式计算得到测量功率差值:
其中,为所述并网开关连接所述电网一侧的α-β坐标系电压的α分量,/>为所述并网开关连接所述电网一侧的α-β坐标系电压的β分量,/>为所述并网开关连接所述储能变流器一侧的α-β坐标系电压的α分量,/>为所述并网开关连接所述储能变流器一侧的α-β坐标系电压的β分量;
所述测量模块根据所述两相静止α-β坐标系电压,计算所述并网开关两侧的电压幅值差值,作为测量幅值差值,包括:
按照下式计算得到测量幅值差值:
9.根据权利要求6所述的装置,其特征在于,所述差值计算模块根据所述测量功率差值,确定所述储能变流器的输出电压的相位差值,包括:
以小于预设阈值的目标功率差值为参考值,通过比例积分PI控制方法得到所述储能变流器的输出电压的相位差值;
所述差值计算模块根据所述测量幅值差值,确定所述输出电压的幅值差值,包括:
以小于预设阈值的目标幅值差值为参考值,通过PI控制方法确定所述储能变流器的输出电压的幅值差值。
10.根据权利要求6所述的装置,其特征在于,所述反馈控制模块根据所述相位差值和所述幅值差值控制所述储能变流器进行供电,包括:
根据所述相位差值和所述幅值差值,通过准比例谐振PR控制方法在三相静止a-b-c坐标系中确定输出电压;
按照所述输出电压控制所述储能变流器进行供电。
11.一种控制设备,其特征在于,所述控制设备包括处理器和存储器;
所述存储器,用于存放计算机程序;
所述处理器,用于执行存储器上所存放的程序时,实现如权利要求1-5任一所述的方法步骤。
12.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-5任一所述的方法步骤。
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