提升新能源发电惯量的锁相角偏差前馈控制方法及系统
2025-02-24 18:25
No.1343650102199459840
技术概要
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本公开提供了提升新能源发电惯量的锁相角偏差前馈控制方法及系统,该方法包括:获取静止坐标系下的三相定子交流电压;对静止坐标系下的三相定子交流电压进行转换,获取定子电压q轴分量;根据所述定子电压q轴分量,获取典型锁相控制下的锁相环原始输出相角;将所述定子电压q轴分量乘以比例环节后进行滤波,得到补偿相角;将所述补偿相角引入所述锁相环原始输出相角,得到锁相角偏差前馈控制下的锁相输出相角,以此方式,不仅提升了新能源的惯量响应能力的同时,前馈方式保证了锁相环的快速响应能力,而且并未影响原有的PI控制环节的无稳态误差跟踪能力。
背景技术
在低碳目标的推动下,双馈风电机组等新能源得到了迅速发展。然而,在典型控制下,风机采用最大功率点跟踪控制,其转子速度与电网频率解耦。因此,双馈风电机组不具有类似于同步发电机组的自发惯量响应。这导致系统惯量逐渐降低,对系统频率安全性提出了严重挑战。为此,许多惯量控制方法引起了很多关注。目前,释放风机转子动能的方法由于经济性受到了广泛关注,包括以构网控制为代表的虚拟同步发电机控制和以跟随控制为代表的虚拟惯量控制。虚拟同步控制具备类似于的同步机惯量和阻尼环节,直接控制变换器调制电压输出相位角。 然而,它放弃了传统的矢量控制结构,仍然存在难以在瞬态过流抑制和强支撑之间取得平衡。在虚拟惯量控制中,df/dt信号被引入外环参考指令中,但频率信号的检测、滤波和通信导致该控制方法的响应缓慢。近年来,一些学者发现,减小锁相环带宽可以在没有频率信号的情况下实现风电机组的惯量响应,这在一定程度上可以提高惯量响应速度。但是,它显著降低了锁相环带宽,不利于风机在电网故障条件下的稳定运行。为此,有学者在锁相环中引入惯量和阻尼环节实现了对系统频率的有效支撑。然而,它仍然实质上降低了锁相环的带宽并改变了原来的PI控制器的结构,导致明显的稳态误差。因此,现有基于PLL优化的惯量控制方法难以平衡惯量控制性能、动态性能和零稳态误差。
实现思路
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该技术已申请专利,如用于商业用途,请联系技术所有人!
技术研发人员:
江桂芬  徐加银  冯沛儒  桂旭  杨浩  朱刘柱  周仪旎  李乐  胡波  陆娟娟  李晓瑜  郑晨灿  李哲雨  王文良  朱东海
技术所属: 国网安徽省电力有限公司经济技术研究院  华中科技大学
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