一种光伏‑蓄电池发电系统的虚拟惯性控制方法

摘要

本发明公开了一种光伏‑蓄电池发电系统的虚拟惯性控制方法。当电网正常运行时，储能系统可以平抑光伏输出功率的波动，光伏并网逆变器维持直流母线电压稳定，实现并网电流控制。当电网发生故障后，由于光伏，储能为静止元件，无旋转动能，接入电网后系统的能量储备降低，将使系统面临新的稳定性问题。本发明通过检测系统频率的变化与蓄电池荷电状态SOC，调节蓄电池的荷电状态变化率与充放电电流的速率，从而短时调节蓄电池储备能量对系统提供惯性支持。

主权项

一种光伏‑蓄电池发电系统的虚拟惯性控制方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：采集光伏‑蓄电池发电系统的频率变化量Δf；步骤2：判断光伏‑蓄电池发电系统的频率变化量Δf是否等于0，如果是，转向步骤9，否则，转向步骤3；步骤3：判断Δf是否大于零，若Δf>0，如果是，转向步骤4，否则，转向步骤6；步骤4：判断蓄电池荷电状态SOC是否大于90％，如果是，转向步骤5，否则，转向步骤7；步骤5：蓄电池停止充电，光伏退出最大功率跟踪MPPT模式，转为减载运行；转向步骤9；步骤6：判断蓄电池荷电状态SOC是否小于10％，如果是，转向步骤8，否则，转向步骤7；步骤7：蓄电池采用虚拟惯性控制，系统频率变化过程中，蓄电池的能量W_B表示为：$W_B=\int u_B{i}_B\left(t\right)dt=\int \frac{p_n^2{u}_B{Q}_{N}d(1-{\gamma }_{soc})}{{\omega }_e{\mathrm{d\omega }}_e}\frac{{\omega }_e}{p_n^2}{\mathrm{d\omega }}_e=\int J_{vir\_B}\frac{{\omega }_e}{p_n^2}{\mathrm{d\omega }}_e---\left(1\right)$$J_{vor\_B}=\frac{p_n^2{u}_B{Q}_{N}d(1-{\gamma }_{soc})\times {\gamma }_{soc\_0}{J}_S{\omega }_e}{{\omega }_e{\mathrm{d\omega }}_e\times {\gamma }_{soc\_0}{J}_S{\omega }_e}\approx -J_S·\frac{{\omega }_e{\mathrm{\Delta \gamma }}_{soc}}{{\gamma }_{soc\_0}{\mathrm{\Delta \omega }}_e}·\frac{W_B}{2E_k}---\left(2\right)$$k_B=\frac{{\omega }_e{\mathrm{\Delta \gamma }}_{soc}}{{\gamma }_{soc\_0}{\mathrm{\Delta \omega }}_e}---\left(3\right)$式中，u_B、i_B分别为蓄电池的电压和电流，γ_{soc_0}为蓄电池的起始荷电状态，Q_N为蓄电池的额定容量；J_s为发电机的转动惯量，ω_e为发电机的同步电角速度，p_n为发电机的极对数；步骤8：蓄电池停止放电，光伏仍采用最大功率跟踪MPPT模式；步骤9：结束。