发明专利｜一种独立风储直流微电网的虚拟惯性控制系统-第2页-北极星储能网

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图 1 为独立风储直流微电网中永磁直驱风电机组的虚拟惯性控制示意图。

图 2 为 MPPT 曲线斜率切换图。

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。

请参阅图 1-2，本发明实施例中，一种独立风储直流微电网的虚拟惯性控制系统，所述控制系统为充分发挥风电直流微网中旋转设备的潜在能量 , 将直流母线电压与永磁直驱风电机组的转速调节联系在一起，利用电力电子控制的快速性，在系统发生扰动时，快速调节 PMSG 的电磁功率，引起永磁同步电机转子转速的变化，释放或吸收转子中的能量，提高独立直流微网的惯性。

直流微电网中基于电力电子变流器控制的永磁直驱风电机组对系统转动惯量几乎没有贡献，为充分发挥其旋转动能，本发明将直流母线电压与永磁直驱风电机组的转速调节联系在一起，提出了独立运行直流微电网虚拟惯性控制系统。该系统是在独立直流微电网中风电机组机侧变流器的最大功率跟踪控制策略的基础上，对其进行优化。将直流微电网的直流电压作为机侧变流器的输入量，根据直流电压误差信号改变最大功率跟踪曲线的比例系数，利用电力电子控制的快速性，在系统发生扰动时，快速调节 PMSG 的电磁功率，引起永磁同步电机转子转速的变化，释放或吸收转子中的能量，提高系统的惯性。

在永磁直驱风电机组机侧变流器运行于最大功率跟踪区间内时，改变最大功率跟踪曲线斜率来释放或吸收系统的惯性。机侧变流器运行于最大功率跟踪区间内时，其功率

参考指令可表示为

式中，k'opt为修正后的 MPPT 曲线斜率 ;ω r为永磁直驱风机转速标幺值。

控制策略的附加电压控制环中的高通滤波环节可避免风电机组在电网稳态时参与调节。新的功率跟踪曲线的比例系数可由下式计算得到：

k'opt= k opt+kdc˙ΔVdc

式中 kopt为修正前的 MPPT 曲线斜率 ;k dc为直流电压控制的比例系数 ;ΔV dc为电压的偏差量。

初始时刻 PMSG 机组运行于最大功率跟踪状态，运行点稳定与最大跟踪曲线上的 A点。当直流微电网受到扰动时，电压突然下降，由于扰动初期电压变化较快，MPPT 曲线斜率迅速增加至 kopt_max，PMSG 有功功率也由 PA突变至 P O;此时，发电机输出电磁功率大于风力机捕获的机械功率，转速下降，运行点从 O 点沿着新功率曲线降至 B 点。随着直流微网电压趋于稳定，k'opt由 k opt_max逐渐减少至 k opt，发电机组输出的功率也重新回到 Popt。在此过程中，PMSG 输出功率沿着曲线 A-O-B-A 变化，释放了转子动能，减少了直流电压的突变。同理可分析 PMSG 机组吸收动能时的运行特性。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

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