国网浙江省电力有限公司嘉兴供电公司;嘉兴市恒光电力建设有限责任公司南湖分公司周旻获国家专利权
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龙图腾网获悉国网浙江省电力有限公司嘉兴供电公司;嘉兴市恒光电力建设有限责任公司南湖分公司申请的专利一种孤岛型泛微网频率和电压控制方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN115483719B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-22发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202211142220.9,技术领域涉及:H02J3/48;该发明授权一种孤岛型泛微网频率和电压控制方法是由周旻;陈金刚;金国忠;郑怀华;赵景涛;郑舒;王宏韬;马刚;刘维亮;杨靖玮;邱志强;钟宏伟;张鋆;庞宇琦设计研发完成,并于2022-09-20向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种孤岛型泛微网频率和电压控制方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种孤岛型泛微网频率和电压控制方法,包括如下步骤:步骤1、进行泛微网可再生能源和电动汽车系统建模;步骤2、利用虚拟同步发电机来模仿同步发电机的行为,列出下垂控制方程;步骤3、求出虚拟同步发电机的离散状态方程;步骤4、根据离散方程表达出模型预测控制中的代价函数;步骤5、为了频率和电压获得更好的动态响应,调节虚拟同步发电机有功功率和无功功率。本发明避免了传统电压和电流双环控制时复杂的参数调整过程,预测出VSG有功功率和无功功率基准值变化量,增强了VSG的动态特性,利用储能和电动汽车提供惯性支持和功率补偿,可以令发电机输出功率更加平稳,所提控制器结构简单,能够实现阻尼和惯性的综合调整。
本发明授权一种孤岛型泛微网频率和电压控制方法在权利要求书中公布了:1.一种孤岛型泛微网频率和电压控制方法,其特征在于,包括如下步骤: 步骤1、进行泛微网可再生能源和电动汽车系统建模;具体包括如下步骤: 步骤11、计算光伏发电系统输出功率PPV: 式中,ψ、和S是太阳能电池阵列的辐照度、转换效率和有效面积,TA是环境温度; 步骤12、计算风力发电系统输出功率Pwind: 式中,Cp是捕获效率,λ是速度比,β是风力机的桨距角,η是效率,ρa是空气密度,V是风速; 步骤13、计算电动汽车功率变化ΔPEV: 式中,KEV和TEV分别是电动汽车电池增益和时间常数,Δf是频率变化; 步骤2、利用虚拟同步发电机来模仿同步发电机的行为,列出下垂控制方程;具体包括如下步骤: 步骤21、下垂控制方法中有功-频率表达式为: P=Pref+mωref-ωg 式中,m为频率垂度系数,Pref和ωref分别为有功功率和VSG角频率的参考值,ωg为测量得到的角频率; 步骤22、下垂控制方法中无功-电压表达式为: U=Uref+nQref-Qe 式中,n为无功功率垂度系数,Qref和Uref分别为无功功率和端电压的参考值,Qe分别为测量得到的无功功率; 步骤3、求出虚拟同步发电机的离散状态方程;具体包括如下步骤: 步骤31、虚拟同步发电机的惯性方程表达式为: 式中,J、D分别为转动惯量、阻尼系数,Pm为机械功率,Pe为电磁功率,ωm和ω0分别是机械角频率和额定角频率; 步骤32、虚拟同步发电机的状态空间模型为: 式中,ω=ωm-ω0,可再生输出功率的波动会引起供需双方功率的不平衡,从而引起频率的进一步波动,对于VSG,频率波动较小,近似为ωm≈ω0,输出功率Pe可视为扰动,Pm可视为可控输入变量; 步骤33、虚拟同步发电机的离散状态方程为: 式中,TS为采样时间; 步骤4、根据离散方程表达出模型预测控制中的代价函数;具体包括如下步骤: 步骤41、频率、机械和电力的变化写成: 步骤42、代价函数考虑了虚拟同步发电机的频率偏差ω和额定功率变化Pm,表示为 式中,α和β分别为频率和功率变化的权重系数,Δωk和ΔPmk分别为k时刻的角速度误差和有功功率误差; 步骤5、为了频率和电压获得更好的动态响应,调节虚拟同步发电机有功功率和无功功率。
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