CN118017546A - 一种vsg自适应控制方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种VSG自适应控制方法、装置、设备及存储介质，应用于预设VSG自适应控制系统，涉及计算机技术领域，包括：针对当前电力系统判断当前是否满足预设有功频率控制触发条件或预设无功电压控制触发条件；若得到的判断结果表明当前满足前者，则基于预设前馈PCC电压控制器、各公共连接点、逆变器以及第一预设控制规则完成无功电压控制操作；其中，各公共连接点与逆变器相连；若判断结果表明当前满足后者，则基于第二预设控制规则、比例控制器、预设虚拟惯量控制器进行下垂控制、虚拟惯量引入、调频联合控制，以完成有功频率控制流程。这样一来，能够有效解决当前电力系统的功频振荡问题，提高电力系统稳定性并节省人力成本。
Description
技术领域
本发明涉及计算机技术领域，特别涉及一种VSG自适应控制方法、装置、设备及存储介质。
背景技术
目前，随着柔性直流输电技术的大力推及，新型电力系统呈现出“双高”特性，具体表现为新型电力系统高比例接入新能源电源及电力电子设备。“双高”为新型电力系统带来一系列问题，其中最显著的就是功率及频率振荡问题。
在新能源渗透率越来越高的电网背景下，提高系统的阻尼及惯性是解决新型电力系统功频振荡问题，保障系统安全稳定运行的有效方法。目前采用较为广泛的为虚拟同步发电机(Virtual Synchronous Generator，VSG)控制技术。针对传统VSG控制器，由于系统线路阻抗及逆变器输出阻抗的差异，将导致VSG在并联运行时产生功率环流从而导致输出功率分配不合理。引入鲁棒下垂控制器可有效解决功率环流问题，该控制器引入虚拟阻抗用于补偿系统线路阻抗及逆变器输出阻抗的差异，但逆变器的输出电压会受其影响大幅降低。目前针对常规系统提出无功-电压下垂控制环，用于调节控制系统中的虚拟阻抗带来的输出电压下降问题，该方法无法为新能源高比例电力系统提供有效的惯性支撑，因此，传统VSG控制技术应用于新型电力系统效果不佳。
传统VSG具有一次调频功能，常见的为功率同步控制技术，该方法可有效调节系统频率，增加系统频率稳定性。然而，单一的控制策略选择无法适应新能源发电系统多变的运行情况，且控制响应时间不可控，可能给电网带来更严重的影响。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种VSG自适应控制方法、装置、设备及存储介质，能够有效解决当前电力系统的功频振荡问题，提高电力系统稳定性并节省人力成本。其具体方案如下：
第一方面，本申请提供了一种VSG自适应控制方法，应用于预设VSG自适应控制系统，包括：
针对当前电力系统判断当前是否满足预设有功频率控制触发条件或预设无功电压控制触发条件，以得到相应的判断结果；
若所述判断结果表明当前满足所述预设无功电压控制触发条件，则基于预设前馈PCC电压控制器、各公共连接点、逆变器以及第一预设控制规则完成相应的无功电压控制操作；其中，各所述公共连接点与所述逆变器相连；
若所述判断结果表明当前满足所述预设有功频率控制触发条件，则基于第二预设控制规则、比例控制器、预设虚拟惯量控制器进行相应的下垂控制、虚拟惯量引入、调频联合控制，以完成相应的有功频率控制流程。
可选的，所述基于预设前馈PCC电压控制器、各公共连接点、逆变器以及第一预设控制规则完成相应的无功电压控制操作，包括：
基于逆变器的电压电流输出信息以及与公共连接点对应的线路阻抗信息，得到当前的PCC电压理论值；
利用所述PCC电压理论值、预设前馈PCC电压控制器进行无功功率均匀分配，以完成相应的无功电压控制操作。
可选的，所述基于逆变器的电压电流输出信息以及与公共连接点对应的线路阻抗信息，得到当前的PCC电压理论值，包括：
获取当前所述逆变器的所述电压电流输出信息；其中，所述电压电流输出信息包括相应的输出电压值、输出电流值；
获取当前所述公共连接点对应的所述线路阻抗信息；其中，所述线路阻抗信息包括相应的等效线路损耗信息；
基于所述电压电流输出信息、所述线路阻抗信息以及第一预设公式进行计算，得到当前的所述PCC电压理论值。
可选的，所述利用所述PCC电压理论值、预设前馈PCC电压控制器进行无功功率均匀分配，以完成相应的无功电压控制操作，包括：
获取与各所述公共连接点对应的各公共连接点电压值以及与所述预设前馈PCC电压控制器对应的控制器调节参数；
通过将各所述公共连接点电压值作为当前所述预设前馈PCC电压控制器的实际测量值并利用所述PCC电压理论值、所述控制器调节参数以及第二预设公式进行计算，得到相应的第一计算结果；
基于所述第一计算结果以及当前电力系统的无功功率，进行无功功率均匀分配，以完成相应的无功电压控制操作。
可选的，所述基于第二预设控制规则、比例控制器、预设虚拟惯量控制器进行相应的下垂控制、虚拟惯量引入、调频联合控制，以完成相应的有功频率控制流程，包括：
获取当前的调频下垂控制系数、基准频率、实际测量频率；
基于所述调频下垂控制系数、所述基准频率、所述实际测量频率、比例控制器以及第三预设公式进行计算，以完成相应的下垂控制，得到相应的功率调节量；
在进行调频联合控制的过程中，基于当前电力系统中新能源机组发电机的转动惯量、与预设虚拟惯量控制器对应的惯性控制系数以及第四预设公式进行计算，以完成相应的虚拟惯量引入，得到相应的第二计算结果；
基于所述功率调节量以及所述第二计算结果得到相应的有功调节量；
通过所述有功调节量、当前的有功控制系数、第五预设公式、与当前VSG控制器对应的机械转矩、电磁转矩以及虚拟转动惯量进行计算，得到相应的第三计算结果，以基于所述第三计算结果以及与当前电力系统对应的有功功率对所述有功功率进行控制。
可选的，所述基于当前电力系统中新能源机组发电机的转动惯量、与预设虚拟惯量控制器对应的惯性控制系数以及第四预设公式进行计算，包括：
通过所述转动惯量、所述基准频率、所述实际测量频率以及第六预设公式，得到与所述预设虚拟惯量控制器对应的所述惯性控制系数；
基于所述惯性控制系数、所述基准频率、所述实际测量频率、所述转动惯量以及第四预设公式进行计算，以得到相应的第二计算结果。
可选的，所述通过所述有功调节量、当前的有功控制系数、第五预设公式、与当前VSG控制器对应的机械转矩、电磁转矩以及虚拟转动惯量进行计算，得到相应的第三计算结果，包括：
获取与当前VSG控制器对应的所述机械转矩和所述电磁转矩、当前的所述有功控制系数；
通过当前的有机控制系数以及第七预设公式，得到与所述VSG控制器对应的虚拟转动惯量；
基于所述有功调节量、当前的所述有功控制系数、所述机械转矩和所述电磁转矩、所述第五预设公式以及所述虚拟转动惯量进行计算，得到相应的第三计算结果。
第二方面，本申请提供了一种VSG自适应控制装置，应用于预设VSG自适应控制系统，包括：
条件判断模块，用于针对当前电力系统判断当前是否满足预设有功频率控制触发条件或预设无功电压控制触发条件，以得到相应的判断结果；
无功电压控制模块，用于若所述判断结果表明当前满足所述预设无功电压控制触发条件，则基于预设前馈PCC电压控制器、各公共连接点、逆变器以及第一预设控制规则完成相应的无功电压控制操作；其中，各所述公共连接点与所述逆变器相连；
有功频率控制模块，用于若所述判断结果表明当前满足所述预设有功频率控制触发条件，则基于第二预设控制规则、比例控制器、预设虚拟惯量控制器进行相应的下垂控制、虚拟惯量引入、调频联合控制，以完成相应的有功频率控制流程。
第三方面，本申请提供了一种电子设备，包括：
存储器，用于保存计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序，以实现前述的VSG自适应控制方法的步骤。
第四方面，本申请提供了一种计算机可读存储介质，用于保存计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现前述的VSG自适应控制方法的步骤。
可见，本申请中，针对当前电力系统判断当前是否满足预设有功频率控制触发条件或预设无功电压控制触发条件，以得到相应的判断结果；若所述判断结果表明当前满足所述预设无功电压控制触发条件，则基于预设前馈PCC电压控制器、各公共连接点、逆变器以及第一预设控制规则完成相应的无功电压控制操作；其中，各所述公共连接点与所述逆变器相连；若所述判断结果表明当前满足所述预设有功频率控制触发条件，则基于第二预设控制规则、比例控制器、预设虚拟惯量控制器进行相应的下垂控制、虚拟惯量引入、调频联合控制，以完成相应的有功频率控制流程。也即，本申请在无功电压控制时，通过加入公共连接点前馈控制，保证电力系统各节点电压差在允许误差范围内，增强VSG控制器无功功率均匀分配能力；在有功频率控制时采用联合控制相互配合制约，解决单一的控制策略带来的风险，并通过引入虚拟惯性控制抵消新能源发电注入系统的惯量和阻抗，解决有功功率分配误差。这样一来，能够有效解决当前电力系统的功频振荡问题，提高电力系统稳定性并节省人力成本。
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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本申请提供的一种VSG自适应控制方法流程图；
图2为本申请提供的一种VSG控制系统的基本电路结构图；
图3为本申请提供的一种VSG控制器结构图；
图4为本申请提供的一种无功-电压控制器结构图；
图5为本申请提供的一种联合一次调频控制系统结构图；
图6为本申请提供的一种有功控制器结构图；
图7为本申请提供的一种有功-频率控制器结构图；
图8为本申请提供的一种具体的VSG自适应控制系统结构图；
图9为本申请提供的一种VSG自适应控制装置结构示意图；
图10为本申请提供的一种电子设备结构图。
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在没有做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。
为解决新型电力系统功频振荡问题，目前采用较为广泛的为VSG控制技术。针对传统VSG控制器，由于系统线路阻抗及逆变器输出阻抗的差异，将导致VSG在并联运行时产生功率环流从而导致输出功率分配不合理。引入鲁棒下垂控制器可有效解决功率环流问题，该控制器引入虚拟阻抗用于补偿系统线路阻抗及逆变器输出阻抗的差异，但逆变器的输出电压会受其影响大幅降低。目前针对常规系统提出无功-电压下垂控制环，用于调节控制系统中的虚拟阻抗带来的输出电压下降问题，该方法无法为新能源高比例电力系统提供有效的惯性支撑，因此，传统VSG控制技术应用于新型电力系统效果不佳。传统VSG具有一次调频功能，常见的为功率同步控制技术，该方法可有效调节系统频率，增加系统频率稳定性。然而，单一的控制策略选择无法适应新能源发电系统多变的运行情况，且控制响应时间不可控，可能给电网带来更严重的影响。为此，本申请提供了一种VSG自适应控制方案，能够有效解决当前电力系统的功频振荡问题，提高电力系统稳定性并节省人力成本。
参见图1所示，本发明实施例公开了一种VSG自适应控制方法，应用于预设VSG自适应控制系统，包括：
步骤S11、针对当前电力系统判断当前是否满足预设有功频率控制触发条件或预设无功电压控制触发条件，以得到相应的判断结果。
具体的，本实施例中，在一种具体实施方式中，通过实时监测当前电力系统的运行情况，判断当前是否满足预设有功频率控制触发条件或预设无功电压控制触发条件，以得到相应的判断结果。
需要理解的是，本实施例提出如图2所示的VSG控制系统的基本电路结构，图中Vabc为公共连接点电压，Rl和Ll为等效线路损耗信息，Qe和Pe分别为系统的有功功率和无功功率，Uinv为逆变器(具体为三相逆变器)的输出电压值。图2中的VSG控制器的结构细化图具体可以如图3所示，所述图3中包含有功-频率控制环和无功-电压控制环，将其细分为一次调频控制、有功控制、电压下垂控制及无功控制四个小系统分别进行改进。其中，fref为基准频率，具体可以取50Hz；f为实际测量频率；Uref为电压参考值，U为电压瞬时值。
步骤S12、若所述判断结果表明当前满足所述预设无功电压控制触发条件，则基于预设前馈PCC电压控制器、各公共连接点、逆变器以及第一预设控制规则完成相应的无功电压控制操作；其中，各所述公共连接点与所述逆变器相连。
需要理解的是，本实施例中，考虑到目前在采用传统无功-电压下垂控制时，由于公共连接点(PCC，Point of Common Coupling)电压非全局变量，会导致各节点电压不能保持一致从而导致无功功率分配不均，因此，结合图2所示，本实施例通过增加前馈PCC电压控制器调平当前电力系统中各节点电压，保证无功均分。也即所述基于预设前馈PCC电压控制器、各公共连接点、逆变器以及第一预设控制规则完成相应的无功电压控制操作，包括：基于逆变器的电压电流输出信息以及与公共连接点对应的线路阻抗信息，得到当前的PCC电压理论值；利用所述PCC电压理论值、预设前馈PCC电压控制器进行无功功率均匀分配，以完成相应的无功电压控制操作。
进一步的，本实施例中，所述基于逆变器的电压电流输出信息以及与公共连接点对应的线路阻抗信息，得到当前的PCC电压理论值，包括：获取当前所述逆变器的所述电压电流输出信息；其中，所述电压电流输出信息包括相应的输出电压值、输出电流值；获取当前所述公共连接点对应的所述线路阻抗信息；其中，所述线路阻抗信息包括相应的等效线路损耗信息；基于所述电压电流输出信息、所述线路阻抗信息以及第一预设公式进行计算，得到当前的所述PCC电压理论值。所述利用所述PCC电压理论值、预设前馈PCC电压控制器进行无功功率均匀分配，以完成相应的无功电压控制操作，包括：获取与各所述公共连接点对应的各公共连接点电压值以及与所述预设前馈PCC电压控制器对应的控制器调节参数；通过将各所述公共连接点电压值作为当前所述预设前馈PCC电压控制器的实际测量值并利用所述PCC电压理论值、所述控制器调节参数以及第二预设公式进行计算，得到相应的第一计算结果；基于所述第一计算结果以及当前电力系统的无功功率Qe，进行无功功率均匀分配，以完成相应的无功电压控制操作。其中，所述预设前馈PCC电压控制器的数学模型，也即所述第二预设公式具体可以如下所示：
Qabc-adjust＝Kpcc(Vref-Vabc)；
其中，Vabc为所述公共连接点电压，此处作为PCC电压实际测量值；Kpcc为PCC电压控制器调节系数；Qabc-adjust为所述第一计算结果；Vref为PCC电压理论值，可通过系统逆变器输出电压电流及线路阻抗求出，也即所述第一预设公式如下所示：
其中，Uinv为所述逆变器(具体为三相逆变器)的所述输出电压值；Rl和Ll为所述等效线路损耗信息；Iinv为所述逆变器的所述输出电流值。因此，添加前馈PCC电压控制环后，无功-电压控制系统结构图如图4所示。
步骤S13、若所述判断结果表明当前满足所述预设有功频率控制触发条件，则基于第二预设控制规则、比例控制器、预设虚拟惯量控制器进行相应的下垂控制、虚拟惯量引入、调频联合控制，以完成相应的有功频率控制流程。
具体的，在目前的一次调频控制策略中，采用多重联合控制方式实现互补，可解决单一的控制策略带来的负面影响。因此，本实施例提出的一次调频控制系统经过下垂控制后引入虚拟惯量，在有效调节系统频率的情况下保证响应时间和系统稳定性。需要理解的是，在进行有功频率控制的过程中，先获取当前的调频下垂控制系数Kf-p、基准频率fref、实际测量频率f；基于所述调频下垂控制系数、所述基准频率、所述实际测量频率、比例(Proportion，P)控制器以及第三预设公式进行计算，以完成相应的下垂控制，得到相应的功率调节量△Pf-droop。其中，所述第三预设公式具体可以如下所示：
△Pf-droop＝Kf-p(f-fref)；
与此同时，由于新能源发电波动性较大，因此设置调频死区，参见图5所示，根据标准规定，取调频死区为±0.03Hz。
之后，在进行调频联合控制的过程中(在调频期间，新能源机组发电机的转速由调频初期的ω0变化为ω1),基于当前电力系统中新能源机组发电机的转动惯量J Ki-p以及第四预设公式进行计算，以完成相应的虚拟惯量引入，得到相应的第二计算结果△Pvi。其中，所述第四预设公式具体可以如下所示：
需要理解的是，在调频期间，新能源机组产生虚拟惯量对系统稳定性造成影响，此阶段产生的功率具体如下式所示：
为消除这部分功率对整个系统带来的影响，引入所述预设虚拟惯量控制器，基于其工作原理(也即所述第四预设公式)抵消新能源发电注入系统的惯量。之后，基于所述功率调节量以及所述第二计算结果得到相应的有功调节量△P。然后，通过所述有功调节量、当前的有功控制系数Kd-damp、第五预设公式、与当前VSG控制器对应的机械转矩和电磁转矩Pm以及虚拟转动惯量JVSG进行计算，得到相应的第三计算结果△T，以基于所述第三计算结果以及与当前电力系统对应的有功功率Pe对所述有功功率进行控制。其中，所述第五预设公式具体可以如下所示:
进一步需要理解的是，本实施例中，所述基于当前电力系统中新能源机组发电机的转动惯量、与预设虚拟惯量控制器对应的惯性控制系数以及第四预设公式进行计算，包括：通过所述转动惯量、所述基准频率、所述实际测量频率以及第六预设公式，得到与所述预设虚拟惯量控制器对应的所述惯性控制系数。其中，所述第六预设公式具体可以如下所示：
也即，Ki-p的设计值可根据新能源机组的实际情况求出。因此，按理想情况考虑，下垂控制环节的调节量理论取值与ΔP相等，可推导出控制参数Kf-p的设计值，具体可以如下所示：
该调频控制系统输出的有功调节量ΔP输入后续有功控制环节，有功控制器结构图如图6所示。然后，基于所述惯性控制系数、所述基准频率、所述实际测量频率、所述转动惯量以及第四预设公式进行计算，以得到相应的第二计算结果。
与此同时，本实施例中，所述通过所述有功调节量、当前的有功控制系数、第五预设公式、与当前VSG控制器对应的机械转矩、电磁转矩以及虚拟转动惯量进行计算，得到相应的第三计算结果，包括：获取与当前VSG控制器对应的所述机械转矩和所述电磁转矩、当前的所述有功控制系数；通过当前的有机控制系数以及第七预设公式，得到与所述VSG控制器对应的虚拟转动惯量。其中，所述第七预设公式具体可以如下所示:
也就是说，虚拟转动惯量JVSG设计时，按实际控制调节时间为系统提供虚拟惯量。其中，有功控制系数Kd-damp设计为随系统实时变化，关联系统实时转矩和转速变化，取值为下式：
然后，基于所述有功调节量、当前的所述有功控制系数、所述机械转矩和所述电磁转矩、所述第五预设公式以及所述虚拟转动惯量进行计算，得到相应的第三计算结果。
此时，可得出本实施例中改进的有功-频率控制结构图，如图7所示。并且，至此可推出本实施例所提出的VSG自适应控制系统的结构图，如图8所示。
综上可知，本实施例中，针对调频控制，采用联合控制相互配合制约，解决单一的控制策略带来的风险；针对有功控制，引入虚拟惯性控制抵消新能源发电注入系统的惯量和阻抗，解决有功功率分配误差；针对无功-电压控制，加入公共连接点前馈控制，保证电力系统各节点电压差在允许误差范围内，增强控制器无功功率均匀分配能力。进一步的，在进行控制器参数设计时，场站实际参数与电网实际运行情况参与计算，使其能够适应当前电力系统多变的运行情况，解决针对不同场站及不同运行情况下需要反复调参的问题，节省人力成本。
由此可见，本申请实施例中，针对当前电力系统判断当前是否满足预设有功频率控制触发条件或预设无功电压控制触发条件，以得到相应的判断结果；若所述判断结果表明当前满足所述预设无功电压控制触发条件，则基于预设前馈PCC电压控制器、各公共连接点、逆变器以及第一预设控制规则完成相应的无功电压控制操作；其中，各所述公共连接点与所述逆变器相连；若所述判断结果表明当前满足所述预设有功频率控制触发条件，则基于第二预设控制规则、比例控制器、预设虚拟惯量控制器进行相应的下垂控制、虚拟惯量引入、调频联合控制，以完成相应的有功频率控制流程。也即，本申请在无功电压控制时，通过加入公共连接点前馈控制，保证电力系统各节点电压差在允许误差范围内，增强VSG控制器无功功率均匀分配能力；在有功频率控制时采用联合控制相互配合制约，解决单一的控制策略带来的风险，并通过引入虚拟惯性控制抵消新能源发电注入系统的惯量和阻抗，解决有功功率分配误差。这样一来，能够有效解决当前电力系统的功频振荡问题，提高电力系统稳定性并节省人力成本。
参见图9所示，本申请实施例还相应公开了一种VSG自适应控制装置，应用于预设VSG自适应控制系统，包括：
条件判断模块11，用于针对当前电力系统判断当前是否满足预设有功频率控制触发条件或预设无功电压控制触发条件，以得到相应的判断结果；
无功电压控制模块12，用于若所述判断结果表明当前满足所述预设无功电压控制触发条件，则基于预设前馈PCC电压控制器、各公共连接点、逆变器以及第一预设控制规则完成相应的无功电压控制操作；其中，各所述公共连接点与所述逆变器相连；
有功频率控制模块13，用于若所述判断结果表明当前满足所述预设有功频率控制触发条件，则基于第二预设控制规则、比例控制器、预设虚拟惯量控制器进行相应的下垂控制、虚拟惯量引入、调频联合控制，以完成相应的有功频率控制流程。
其中，关于上述各个模块更加具体的工作过程可以参考前述实施例中公开的相应内容，在此不再进行赘述。
由此可见，本申请实施例，针对当前电力系统判断当前是否满足预设有功频率控制触发条件或预设无功电压控制触发条件，以得到相应的判断结果；若所述判断结果表明当前满足所述预设无功电压控制触发条件，则基于预设前馈PCC电压控制器、各公共连接点、逆变器以及第一预设控制规则完成相应的无功电压控制操作；其中，各所述公共连接点与所述逆变器相连；若所述判断结果表明当前满足所述预设有功频率控制触发条件，则基于第二预设控制规则、比例控制器、预设虚拟惯量控制器进行相应的下垂控制、虚拟惯量引入、调频联合控制，以完成相应的有功频率控制流程。也即，本申请在无功电压控制时，通过加入公共连接点前馈控制，保证电力系统各节点电压差在允许误差范围内，增强VSG控制器无功功率均匀分配能力；在有功频率控制时采用联合控制相互配合制约，解决单一的控制策略带来的风险，并通过引入虚拟惯性控制抵消新能源发电注入系统的惯量和阻抗，解决有功功率分配误差。这样一来，能够有效解决当前电力系统的功频振荡问题，提高电力系统稳定性并节省人力成本。
在一些具体实施例中，所述无功电压控制模块12，具体可以包括：
理论值获取子模块，用于基于逆变器的电压电流输出信息以及与公共连接点对应的线路阻抗信息，得到当前的PCC电压理论值；
无功功率均匀分配子模块，用于利用所述PCC电压理论值、预设前馈PCC电压控制器进行无功功率均匀分配，以完成相应的无功电压控制操作。
在一些具体实施例中，所述理论值获取子模块，具体可以包括：
电压电流输出信息获取单元，用于获取当前所述逆变器的所述电压电流输出信息；其中，所述电压电流输出信息包括相应的输出电压值、输出电流值；
线路阻抗信息获取单元，用于获取当前所述公共连接点对应的所述线路阻抗信息；其中，所述线路阻抗信息包括相应的等效线路损耗信息；
理论值获取单元，用于基于所述电压电流输出信息、所述线路阻抗信息以及第一预设公式进行计算，得到当前的所述PCC电压理论值。
在一些具体实施例中，所述无功功率均匀分配子模块，具体可以包括：
调节参数获取单元，用于获取与各所述公共连接点对应的各公共连接点电压值以及与所述预设前馈PCC电压控制器对应的控制器调节参数；
第一计算结构获取单元，用于通过将各所述公共连接点电压值作为当前所述预设前馈PCC电压控制器的实际测量值并利用所述PCC电压理论值、所述控制器调节参数以及第二预设公式进行计算，得到相应的第一计算结果；
无功功率均匀分配单元，用于基于所述第一计算结果以及当前电力系统的无功功率，进行无功功率均匀分配，以完成相应的无功电压控制操作。
在一些具体实施例中，所述有功频率控制模块13，具体可以包括：
频率获取单元，用于获取当前的调频下垂控制系数、基准频率、实际测量频率；
功率调节量获取单元，用于基于所述调频下垂控制系数、所述基准频率、所述实际测量频率、比例控制器以及第三预设公式进行计算，以完成相应的下垂控制，得到相应的功率调节量；
第二计算结构获取子模块，用于在进行调频联合控制的过程中，基于当前电力系统中新能源机组发电机的转动惯量、与预设虚拟惯量控制器对应的惯性控制系数以及第四预设公式进行计算，以完成相应的虚拟惯量引入，得到相应的第二计算结果；
有功调节量获取单元，用于基于所述功率调节量以及所述第二计算结果得到相应的有功调节量；
第三计算结果获取子模块，用于通过所述有功调节量、当前的有功控制系数、第五预设公式、与当前VSG控制器对应的机械转矩、电磁转矩以及虚拟转动惯量进行计算，得到相应的第三计算结果，以基于所述第三计算结果以及与当前电力系统对应的有功功率对所述有功功率进行控制。
在一些具体实施例中，所述第二计算结构获取子模块，具体可以包括：
惯性控制系数获取单元，用于通过所述转动惯量、所述基准频率、所述实际测量频率以及第六预设公式，得到与所述预设虚拟惯量控制器对应的所述惯性控制系数；
第二计算结构获取单元，用于基于所述惯性控制系数、所述基准频率、所述实际测量频率、所述转动惯量以及第四预设公式进行计算，以得到相应的第二计算结果。
在一些具体实施例中，所述第三计算结构获取子模块，具体可以包括：
有功控制系数获取单元，用于获取与当前VSG控制器对应的所述机械转矩和所述电磁转矩、当前的所述有功控制系数；
虚拟转动惯量获取单元，用于通过当前的有机控制系数以及第七预设公式，得到与所述VSG控制器对应的虚拟转动惯量；
第三计算结构获取单元，用于基于所述有功调节量、当前的所述有功控制系数、所述机械转矩和所述电磁转矩、所述第五预设公式以及所述虚拟转动惯量进行计算，得到相应的第三计算结果。
进一步的，本申请实施例还公开了一种电子设备，图10是根据一示例性实施例示出的电子设备20结构图，图中的内容不能认为是对本申请的使用范围的任何限制。
图10为本申请实施例提供的一种电子设备20的结构示意图。该电子设备20，具体可以包括：至少一个处理器21、至少一个存储器22、电源23、通信接口24、输入输出接口25和通信总线26。其中，所述存储器22用于存储计算机程序，所述计算机程序由所述处理器21加载并执行，以实现前述任一实施例公开的VSG自适应控制方法中的相关步骤。另外，本实施例中的电子设备20具体可以为电子计算机。
本实施例中，电源23用于为电子设备20上的各硬件设备提供工作电压；通信接口24能够为电子设备20创建与外界设备之间的数据传输通道，其所遵循的通信协议是能够适用于本申请技术方案的任意通信协议，在此不对其进行具体限定；输入输出接口25，用于获取外界输入数据或向外界输出数据，其具体的接口类型可以根据具体应用需要进行选取，在此不进行具体限定。
另外，存储器22作为资源存储的载体，可以是只读存储器、随机存储器、磁盘或者光盘等，其上所存储的资源可以包括操作系统221、计算机程序222等，存储方式可以是短暂存储或者永久存储。
其中，操作系统221用于管理与控制电子设备20上的各硬件设备以及计算机程序222，其可以是Windows Server、Netware、Unix、Linux等。计算机程序222除了包括能够用于完成前述任一实施例公开的由电子设备20执行的VSG自适应控制方法的计算机程序之外，还可以进一步包括能够用于完成其他特定工作的计算机程序。
进一步的，本申请还公开了一种计算机可读存储介质，用于存储计算机程序；其中，所述计算机程序被处理器执行时实现前述公开的VSG自适应控制方法。关于该方法的具体步骤可以参考前述实施例中公开的相应内容，在此不再进行赘述。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
最后，还需要说明的是，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。
以上对本申请所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请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申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。
Claims (10)
1.一种VSG自适应控制方法，其特征在于，应用于预设VSG自适应控制系统，包括：
针对当前电力系统判断当前是否满足预设有功频率控制触发条件或预设无功电压控制触发条件，以得到相应的判断结果；
若所述判断结果表明当前满足所述预设无功电压控制触发条件，则基于预设前馈PCC电压控制器、各公共连接点、逆变器以及第一预设控制规则完成相应的无功电压控制操作；其中，各所述公共连接点与所述逆变器相连；
若所述判断结果表明当前满足所述预设有功频率控制触发条件，则基于第二预设控制规则、比例控制器、预设虚拟惯量控制器进行相应的下垂控制、虚拟惯量引入、调频联合控制，以完成相应的有功频率控制流程。
2.根据权利要求1所述的VSG自适应控制方法，其特征在于，所述基于预设前馈PCC电压控制器、各公共连接点、逆变器以及第一预设控制规则完成相应的无功电压控制操作，包括：
基于逆变器的电压电流输出信息以及与公共连接点对应的线路阻抗信息，得到当前的PCC电压理论值；
利用所述PCC电压理论值、预设前馈PCC电压控制器进行无功功率均匀分配，以完成相应的无功电压控制操作。
3.根据权利要求2所述的VSG自适应控制方法，其特征在于，所述基于逆变器的电压电流输出信息以及与公共连接点对应的线路阻抗信息，得到当前的PCC电压理论值，包括：
获取当前所述逆变器的所述电压电流输出信息；其中，所述电压电流输出信息包括相应的输出电压值、输出电流值；
获取当前所述公共连接点对应的所述线路阻抗信息；其中，所述线路阻抗信息包括相应的等效线路损耗信息；
基于所述电压电流输出信息、所述线路阻抗信息以及第一预设公式进行计算，得到当前的所述PCC电压理论值。
4.根据权利要求2所述的VSG自适应控制方法，其特征在于，所述利用所述PCC电压理论值、预设前馈PCC电压控制器进行无功功率均匀分配，以完成相应的无功电压控制操作，包括：
获取与各所述公共连接点对应的各公共连接点电压值以及与所述预设前馈PCC电压控制器对应的控制器调节参数；
通过将各所述公共连接点电压值作为当前所述预设前馈PCC电压控制器的实际测量值并利用所述PCC电压理论值、所述控制器调节参数以及第二预设公式进行计算，得到相应的第一计算结果；
基于所述第一计算结果以及当前电力系统的无功功率，进行无功功率均匀分配，以完成相应的无功电压控制操作。
5.根据权利要求1至4任一项所述的VSG自适应控制方法，其特征在于，所述基于第二预设控制规则、比例控制器、预设虚拟惯量控制器进行相应的下垂控制、虚拟惯量引入、调频联合控制，以完成相应的有功频率控制流程，包括：
获取当前的调频下垂控制系数、基准频率、实际测量频率；
基于所述调频下垂控制系数、所述基准频率、所述实际测量频率、比例控制器以及第三预设公式进行计算，以完成相应的下垂控制，得到相应的功率调节量；
在进行调频联合控制的过程中，基于当前电力系统中新能源机组发电机的转动惯量、与预设虚拟惯量控制器对应的惯性控制系数以及第四预设公式进行计算，以完成相应的虚拟惯量引入，得到相应的第二计算结果；
基于所述功率调节量以及所述第二计算结果得到相应的有功调节量；
通过所述有功调节量、当前的有功控制系数、第五预设公式、与当前VSG控制器对应的机械转矩、电磁转矩以及虚拟转动惯量进行计算，得到相应的第三计算结果，以基于所述第三计算结果以及与当前电力系统对应的有功功率对所述有功功率进行控制。
6.根据权利要求5所述的VSG自适应控制方法，其特征在于，所述基于当前电力系统中新能源机组发电机的转动惯量、与预设虚拟惯量控制器对应的惯性控制系数以及第四预设公式进行计算，包括：
通过所述转动惯量、所述基准频率、所述实际测量频率以及第六预设公式，得到与所述预设虚拟惯量控制器对应的所述惯性控制系数；
基于所述惯性控制系数、所述基准频率、所述实际测量频率、所述转动惯量以及第四预设公式进行计算，以得到相应的第二计算结果。
7.根据权利要求5所述的VSG自适应控制方法，其特征在于，所述通过所述有功调节量、当前的有功控制系数、第五预设公式、与当前VSG控制器对应的机械转矩、电磁转矩以及虚拟转动惯量进行计算，得到相应的第三计算结果，包括：
获取与当前VSG控制器对应的所述机械转矩和所述电磁转矩、当前的所述有功控制系数；
通过当前的有机控制系数以及第七预设公式，得到与所述VSG控制器对应的虚拟转动惯量；
基于所述有功调节量、当前的所述有功控制系数、所述机械转矩和所述电磁转矩、所述第五预设公式以及所述虚拟转动惯量进行计算，得到相应的第三计算结果。
8.一种VSG自适应控制装置，其特征在于，应用于预设VSG自适应控制系统，包括：
条件判断模块，用于针对当前电力系统判断当前是否满足预设有功频率控制触发条件或预设无功电压控制触发条件，以得到相应的判断结果；
无功电压控制模块，用于若所述判断结果表明当前满足所述预设无功电压控制触发条件，则基于预设前馈PCC电压控制器、各公共连接点、逆变器以及第一预设控制规则完成相应的无功电压控制操作；其中，各所述公共连接点与所述逆变器相连；
有功频率控制模块，用于若所述判断结果表明当前满足所述预设有功频率控制触发条件，则基于第二预设控制规则、比例控制器、预设虚拟惯量控制器进行相应的下垂控制、虚拟惯量引入、调频联合控制，以完成相应的有功频率控制流程。
9.一种电子设备，其特征在于，包括：
存储器，用于保存计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序以实现如权利要求1至7任一项所述的VSG自适应控制方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，用于保存计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述的VSG自适应控制方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN202410192153.4A CN118017546A (zh) | 2024-02-21 | 2024-02-21 | 一种vsg自适应控制方法、装置、设备及存储介质 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202410192153.4A CN118017546A (zh) | 2024-02-21 | 2024-02-21 | 一种vsg自适应控制方法、装置、设备及存储介质 |
Publications (1)
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| CN118017546A true CN118017546A (zh) | 2024-05-10 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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-
2024
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