本技术公开了一种基于预定时间的构网型虚拟同步机二次控制方法,包括构建包含个DG的构网型交流微电网,且每个DG包含一个虚拟同步机。本基于预定时间的构网型虚拟同步机二次控制方法通过计算频率误差和协同控制输入信号误差,构建预定时间内虚拟同步机的二次控制方程,并通过构建的控制模型,使得各DG在预定时间内输出频率恢复到额定频率,且输出功率按照比例需求分配,与现有技术相比,不仅能解决孤岛构网型交流微电网中虚拟同步机导致的频率误差问题,使得频率保持在误差范围内同步至额定频率,还能解决新的DG投入导致的收敛时间不确定问题,进而实现了预定时间内的控制。
背景技术
随着我国新能源渗透率的不断增加,新能源发电的随机性、波动性以及不可控的特点对电力系统的稳定运行带来了很大的冲击。现有孤岛微电网控制主要采用下垂控制方式。由于逆变器等电力电子设备具有高灵敏度和极快的响应速度,几乎没有转动惯量,无法为含分布式发电单元的配电网提供频率支持,也无法为微电网提供必要的阻尼作用。当系统受到扰动时,负载变化或电源出力等随机性的波动都会引发功率和频率的变化,造成系统的不稳定。因此,虚拟同步机技术使得电力电子变换器接入分布式电源过程,使得整个分布式电源模拟同步发电机的运行特性使电网具有转动惯量和阻尼的特性。
现有的虚拟同步机技术模拟同步发电机的一次调频特性和电磁暂态特性,但在孤岛微电网中未能发挥应有的支撑作用,其动态特性需要调节,且反应速度较慢。因此,需设计二次控制方法来提升微电网的动态性能。目前,主流的虚拟同步机的控制策略加入有限时间控制、固定时间控制,使得微电网应对快速变化的环境时能够在一定时间范围内快速恢复频率到额定频率值,负载突变或者介入新的分布式发电单元时有功功率能够按照确定比例精确分配。而目前有限时间控制效果对系统的初始状态敏感,如果初始状态偏离预定的稳定值过多,可能会导致控制过程的失效或不稳定,无法在规定时间内达到期望的稳定性。对于虚拟同步机的应用而言,初始条件的不确定性可能会导致频率或功率的瞬时波动。固定时间虽不受初始状态的影响,但是计算的稳态时间过于保守,与实际恢复时间有很大差别,并且协议参数的存在也会迫使恢复时间改变,新投入的分布式发电单元需较长时间的稳定。
虽然预定时间时变函数的研究取得了进展,但是在虚拟同步机二次控制的实践应用仍面临诸多挑战:1)基于预定时间的二次控制在精度上控制效果并不明显,实用性差;2)系统在超出预定时间的范围外收敛时间不确定。
实现思路