CN116632866A - 一种液流超容锂电池混合储能自适应惯量vsg控制方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提出的液流超容锂电池混合储能自适应惯量VSG控制方法中,建立液流超容锂电池混合储能VSG虚拟转子运动方程,并基于储能VSG虚拟转子运动方程,建立VSG虚拟调速器控制模型;基于PCS利用VSG并网等效电路拓扑,得到储能VSG稳定运行时对应的VSG输出功率方程;建立VSG二阶输出小信号模型和有功功率‑频率小扰动模型;建立VSG能量组成函数,并利用VSG能量组成函数得到储能VSG控制频率调节时暂态能量变化过程;基于储能VSG控制频率调节时暂态能量变化过程,建立新型自适应虚拟惯量;基于VSG二阶输出小信号模型和有功功率‑频率小扰动模型,得到虚拟阻尼与新型自适应虚拟惯量的关系。本申请有效减少了储能VSG频率调节时振荡频次,维持了VSG频率调节稳定。
Description
技术领域
本申请涉及储能控制技术领域,尤其涉及一种液流超容锂电池混合储能自适应惯量VSG控制方法、装置及存储介质。
背景技术
液流超容锂电池混合储能通过电力电子换流设备及相应控制策略可以实现不平衡功率快速吞吐,有效解决了新型电力***功率不平衡、频率失稳问题。其中,储能PCS(Power Conversion System,储能换流器)中采用模拟同步发电机暂态特性的VSG(VirtualSynchronous Generation,虚拟同步机)控制策略,以使得储能设备更加匹配新型电力***,提供维持电网频率稳定所需的惯性和阻尼,从而实现储能设备对电网频率稳定的主动支撑。
相关技术中,在VSG控制策略中虚拟惯量和虚拟阻尼为定值,当发生较大功率波动、频率振荡时,无法实时调整VSG虚拟参数实现对暂态冲击的抑制,从而无法维持VSG频率调节稳定。
发明内容
本申请提供一种液流超容锂电池混合储能自适应惯量VSG控制方法、装置及存储介质,以解决上述相关技术中出现的技术问题。
本申请第一方面实施例提出一种液流超容锂电池混合储能自适应惯量VSG控制方法,包括:
建立液流超容锂电池混合储能虚拟同步机VSG虚拟转子运动方程,并基于所述储能VSG虚拟转子运动方程利用有功-频率下垂,建立VSG虚拟调速器控制模型;
基于储能换流器PCS利用VSG并网等效电路拓扑,得到所述储能VSG稳定运行时对应的VSG输出功率方程;
基于所述储能VSG虚拟转子运动方程、所述VSG输出功率方程和所述VSG虚拟调速器控制模型,建立VSG二阶输出小信号模型和有功功率-频率小扰动模型;
建立VSG能量组成函数,并利用所述VSG能量组成函数得到所述储能VSG控制频率调节时暂态能量变化过程;
基于所述储能VSG控制频率调节时暂态能量变化过程,建立新型自适应虚拟惯量;
基于所述VSG二阶输出小信号模型和所述有功功率-频率小扰动模型,得到虚拟阻尼与所述新型自适应虚拟惯量的关系,并利用所述虚拟阻尼与所述新型自适应虚拟惯量的关系,实现新型自适应虚拟惯量和虚拟阻尼自动调节。
本申请第二方面实施例提出一种液流超容锂电池混合储能自适应惯量VSG控制装置,包括:
第一建立模块,用于建立液流超容锂电池混合储能虚拟同步机VSG虚拟转子运动方程,并基于所述储能VSG虚拟转子运动方程利用有功-频率下垂,建立VSG虚拟调速器控制模型;
第一处理模块,用于基于储能换流器PCS利用VSG并网等效电路拓扑,得到所述储能VSG稳定运行时对应的VSG输出功率方程;
第二处理模块,用于基于所述储能VSG虚拟转子运动方程、所述VSG输出功率方程和所述VSG虚拟调速器控制模型,建立VSG二阶输出小信号模型和有功功率-频率小扰动模型;
第二建立模块,用于建立VSG能量组成函数,并利用所述VSG能量组成函数得到所述储能VSG控制频率调节时暂态能量变化过程;
第三建立模块,用于基于所述储能VSG控制频率调节时暂态能量变化过程,建立新型自适应虚拟惯量;
应用模块,用于基于所述VSG二阶输出小信号模型和所述有功功率-频率小扰动模型,得到虚拟阻尼与所述新型自适应虚拟惯量的关系,并利用所述虚拟阻尼与所述新型自适应虚拟惯量的关系,实现新型自适应虚拟惯量和虚拟阻尼自动调节。
本申请第三方面实施例提出的计算机设备,其特征在于,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述程序时,实现如上第一方面所述的方法。
本申请第四方面实施例提出的计算机存储介质,其中,所述计算机存储介质存储有计算机可执行指令;所述计算机可执行指令被处理器执行后,能够实现如上第一方面所述的方法。
本申请的实施例提供的技术方案至少带来以下有益效果:
本申请提出的液流超容锂电池混合储能自适应惯量VSG控制方法、装置及存储介质中,建立液流超容锂电池混合储能VSG虚拟转子运动方程,并基于储能VSG虚拟转子运动方程利用有功-频率下垂,建立VSG虚拟调速器控制模型;基于PCS利用VSG并网等效电路拓扑,得到储能VSG稳定运行时对应的VSG输出功率方程;基于储能VSG虚拟转子运动方程、VSG输出功率方程和VSG虚拟调速器控制模型,建立VSG二阶输出小信号模型和有功功率-频率小扰动模型;建立VSG能量组成函数,并利用VSG能量组成函数得到储能VSG控制频率调节时暂态能量变化过程;基于储能VSG控制频率调节时暂态能量变化过程,建立新型自适应虚拟惯量;基于VSG二阶输出小信号模型和有功功率-频率小扰动模型,得到虚拟阻尼与新型自适应虚拟惯量的关系,并利用虚拟阻尼与新型自适应虚拟惯量的关系,实现新型自适应虚拟惯量和虚拟阻尼自动调节。由此可知,本申请中引入了新型自适应虚拟惯量,并当新型自适应虚拟惯量进行自适应调节时,虚拟阻尼可以根据通过上述虚拟阻尼与新型自适应虚拟惯量的关系进行自动调节,从而可以实时调整VSG虚拟参数,有效减少储能VSG频率调节时振荡频次,实现了对暂态冲击的抑制,进而维持VSG频率调节稳定。
本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本申请的实践了解到。
附图说明
本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1为根据本申请一个实施例提供的液流超容锂电池混合储能自适应惯量VSG控制方法的流程示意图;
图2为根据本申请一个实施例提供的液流超容锂电池混合储能VSG并网结构及控制策略图;
图3为根据本申请一个实施例提供的PCS利用VSG并网等效电路拓扑图;
图4为根据本申请一个实施例提供的储能VSG功角与角频率变化曲线图;
图5为根据本申请一个实施例提供的液流超容锂电池混合储能自适应惯量VSG控制装置的结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施例,实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本申请,而不能理解为对本申请的限制。
下面参考附图描述本申请实施例的液流超容锂电池混合储能自适应惯量VSG控制方法与装置。
实施例一
图1为根据本申请一个实施例提供的液流超容锂电池混合储能自适应惯量VSG控制方法的流程示意图,如图1所示,可以包括以下步骤:
步骤101、建立液流超容锂电池混合储能VSG虚拟转子运动方程,并基于储能VSG虚拟转子运动方程利用有功-频率下垂,建立VSG虚拟调速器控制模型。
其中,在本申请的实施例之中,可以根据液流超容锂电池混合储能VSG并网结构及控制策略,建立液流超容锂电池混合储能VSG虚拟转子运动方程。图2为本申请提出的一种液流超容锂电池混合储能VSG并网结构及控制策略图。
如图2所示,Cdc为储能装置直流侧滤波电容;Rf、Lf、Cf构成LCL滤波电路;eabc、iabc分别为储能VSG交流三相输出电压,电流;Uabc为PCS并网点三相电压,即网侧电压;Lg、Rg构成线路阻抗;Pe、Qe分别为储能***有功、无功功率实际输出值。其中,在VSG控制模型中:Pref、Qref分别为有功、无功功率目标值;Pm为VSG输出虚拟机械功率;δ、ω分别为VSG虚拟功角、虚拟电角速度;E为储能VSG输出三相电压eabc幅值;U为并网点电压uabc幅值;Uref为并网点参考电压。
以及,在本申请的实施例之中,根据液流超容锂电池混合储能VSG并网结构及控制策略图,建立液流超容锂电池混合储能VSG虚拟转子运动方程为:
其中,H表示虚拟惯量,ω0表示PCS并网点同步角速度,D表示为VSG虚拟阻尼,t表示时间。
进一步地,在本申请的实施例之中,得到储能VSG虚拟转子运动方程之后,可以基于储能VSG虚拟转子运动方程利用有功-频率下垂,建立VSG虚拟调速器控制模型。具体地,在本申请的实施例之中,有功-频率下垂的控制方程为:
其中,m为有功-频率下垂系数。以及,在本申请的实施例之中,将有功-频率下垂的控制方程代入上述储能VSG虚拟转子运动方程中,建立VSG虚拟调速器控制模型为:
步骤102、基于PCS利用VSG并网等效电路拓扑,得到储能VSG稳定运行时对应的VSG输出功率方程。
其中,在本申请的实施例之中,图3为本申请提出的一种PCS利用VSG并网等效电路拓扑图。
以及,在本申请的实施例之中,如图3所示,I为储能VSG输出三相电流iabc幅值;U为网侧电压uabc幅值;Z为等效阻抗,由储能PCS输出阻抗Zf及输电线路阻抗Zg组成。
进一步地,在本申请的实施例之中,根据图3,基于基尔霍夫电压定律可得:
其中,L和R分别代表等效电感和等效电阻,定义Tabc→dq0为Park变换矩阵,将上述公式由三相静止坐标系转换到两相旋转坐标系下,引入dq轴电流耦合分量,可以得到储能VSG输出电压在dq两相坐标系下的数学模型为:
其中,ed表示d轴储能VSG输出电压分量,id表示d轴输出电流,ud表示d轴输出电压,eq表示q轴储能VSG输出电压分量,iq表示q轴输出电流,uq表示q轴输出电压。
以及,在dq两相坐标系下,储能VSG输出电压及并网电压存在以下关系:
其中,E输出电压幅值,U网侧电压幅值。
进一步地,根据上述储能VSG输出电压及并网电压存在的关系,得到VSG稳定运行时对应的VSG输出功率方程为:
步骤103、基于储能VSG虚拟转子运动方程、VSG输出功率方程和VSG虚拟调速器控制模型,建立VSG二阶输出小信号模型和有功功率-频率小扰动模型。
其中,在本申请的实施例之中,上述基于储能VSG虚拟转子运动方程、VSG输出功率方程和VSG虚拟调速器控制模型,建立VSG二阶输出小信号模型和有功功率-频率小扰动模型的方法可以包括以下步骤:
步骤1031、基于储能VSG虚拟转子运动方程和VSG输出功率方程,建立VSG二阶输出小信号模型;
其中,在本申请的实施例之中,通过上述步骤得到储能VSG虚拟转子运动方程和VSG输出功率方程后,可以对储能VSG虚拟转子运动方程进行线性化小信号扰动分析,联合上述VSG输出功率方程得到储能VSG输出有功功率:
其中,上述、/>为ɷ、δ在直流工作点附件小扰动量,并将其作为二阶状态变量,可以得到VSG二阶输出小信号模型为:
步骤1032、基于VSG虚拟调速器控制模型,建立有功功率-频率小扰动模型。
其中,在本申请的实施例之中,可以基于VSG虚拟调速器控制模型,建立有功功率-频率小扰动模型,以分析储能VSG虚拟惯量H和虚拟阻尼D的参数变化对VSG稳定性的影响。
以及,在本申请的实施例之中,上述基于VSG虚拟调速器控制模型,建立有功功率-频率小扰动模型为:
其中,,/>,s为拉普拉斯算子。
步骤104、建立VSG能量组成函数,并利用VSG能量组成函数得到储能VSG控制频率调节时暂态能量变化过程。
其中,在本申请的实施例之中,可以通过能量组成函数分析储能VSG控制频率调节时暂态能量变化过程。
以及,在本申请的实施例之中,上述储能VSG能量组成函数,包括:
其中,表示储能VSG动能;/>表示储能VSG势能;/>表示阻尼所需能量;/>表示储能VSG初始虚拟功角;/>表示虚拟功角为δ时,储能VSG输出功率;/>表示虚拟功角为初始虚拟功角/>时,储能VSG输出功率;/>。
进一步地,在本申请的实施例之中,图4为本申请提出的一种储能VSG功角与角频率变化曲线图。如图4所示,当储能VSG频率调节过程时,按照ω与ω0的关系分为:阶段和/>阶段,/>阶段包括a阶段、b阶段,其中:a阶段/>,b阶段/>;阶段包括c阶段、d阶段,其中:c阶段/>;d阶段/>;在a阶段,Wd逐渐增大,Ws逐渐减少;在动能作用下进入b阶段,Wd逐渐减少,Ws逐渐增大,且在势能作用下做往复运动。其中,考虑VSG阻尼效应能量Wn,储能VSG频率调节总能量Wz在振荡过程中逐步减少,储能VSG频率调节趋向于平稳直至频率稳定。
步骤105、基于储能VSG控制频率调节时暂态能量变化过程,建立新型自适应虚拟惯量。
其中,在本申请的实施例之中,基于储能VSG控制频率调节时暂态能量变化过程,可以在上述a阶段、d阶段,即虚拟角频率加速阶段增加虚拟转动惯量H来约束虚拟角频率的增加,减少虚拟角频率调节偏差,同时同步增大虚拟阻尼系数D来减少虚拟角频率超调量,抑制因为虚拟转动惯量H过大造成的频率振荡失稳;在上述b阶段、c阶段,即虚拟角频率减速阶段减少虚拟转动惯量H使频率快速恢复至稳定值,同时同步减少虚拟阻尼系数D来减少储能VSG控制***动态调节时间,使储能VSG频率调节更快趋向于稳定。基于此,引入新型自适应虚拟惯量Hi,新型自适应虚拟惯量Hi为:
其中,H0为储能VSG虚拟惯量初始值,对应不参与频率调节时额定虚拟惯量;ki为虚拟惯量调节系数。
步骤106、基于VSG二阶输出小信号模型和有功功率-频率小扰动模型,得到虚拟阻尼与新型自适应虚拟惯量的关系,并利用虚拟阻尼与新型自适应虚拟惯量的关系,实现新型自适应虚拟惯量和虚拟阻尼自动调节。
其中,在本申请的实施例之中,基于VSG二阶输出小信号模型和有功功率-频率小扰动模型,得到虚拟阻尼与所述新型自适应虚拟惯量的关系的方法可以包括以下步骤:
步骤1061、基于VSG二阶输出小信号模型得到二阶装置特征根;
其中,在本申请的实施例之中,基于VSG二阶输出小信号模型得到二阶***特征根的方法可以包括:对VSG二阶输出小信号模型进行求解,得到二阶***特征根为:
。
其中,为阻尼比;/>为自然振荡频率。
步骤1062、基于二阶装置特征根和有功功率-频率小扰动模型,得到虚拟阻尼与新型自适应虚拟惯量的关系。
其中,在本申请的实施例之中,上述基于二阶装置特征根和有功功率-频率小扰动模型,得到虚拟阻尼与新型自适应虚拟惯量的关系为:
。
以及,在本申请的实施例之中,得到虚拟阻尼与新型自适应虚拟惯量的关系后,当新型自适应虚拟惯量Hi进行自适应调节时,虚拟阻尼Di可以通过上述虚拟阻尼与新型自适应虚拟惯量的关系进行自动调节,从而可以实时调整VSG虚拟参数,有效减少储能VSG频率调节时振荡频次,实现了对暂态冲击的抑制,进而维持VSG频率调节稳定。
本申请提出的液流超容锂电池混合储能自适应惯量VSG控制方法中,建立液流超容锂电池混合储能VSG虚拟转子运动方程,并基于储能VSG虚拟转子运动方程利用有功-频率下垂,建立VSG虚拟调速器控制模型;基于PCS利用VSG并网等效电路拓扑,得到储能VSG稳定运行时对应的VSG输出功率方程;基于储能VSG虚拟转子运动方程、VSG输出功率方程和VSG虚拟调速器控制模型,建立VSG二阶输出小信号模型和有功功率-频率小扰动模型;建立VSG能量组成函数,并利用VSG能量组成函数得到储能VSG控制频率调节时暂态能量变化过程;基于储能VSG控制频率调节时暂态能量变化过程,建立新型自适应虚拟惯量;基于VSG二阶输出小信号模型和有功功率-频率小扰动模型,得到虚拟阻尼与新型自适应虚拟惯量的关系,并利用虚拟阻尼与新型自适应虚拟惯量的关系,实现新型自适应虚拟惯量和虚拟阻尼自动调节。由此可知,本申请中引入了新型自适应虚拟惯量,并当新型自适应虚拟惯量进行自适应调节时,虚拟阻尼可以根据通过上述虚拟阻尼与新型自适应虚拟惯量的关系进行自动调节,从而可以实时调整VSG虚拟参数,有效减少储能VSG频率调节时振荡频次,实现了对暂态冲击的抑制,进而维持VSG频率调节稳定。
图5为根据本申请一个实施例提供的液流超容锂电池混合储能自适应惯量VSG控制装置的结构示意图,如图5所示,可以包括:
第一建立模块501,用于建立液流超容锂电池混合储能虚拟同步机VSG虚拟转子运动方程,并基于储能VSG虚拟转子运动方程利用有功-频率下垂,建立VSG虚拟调速器控制模型;
第一处理模块502,用于基于储能换流器PCS利用VSG并网等效电路拓扑,得到储能VSG稳定运行时对应的VSG输出功率方程;
第二处理模块503,用于基于储能VSG虚拟转子运动方程、VSG输出功率方程和VSG虚拟调速器控制模型,建立VSG二阶输出小信号模型和有功功率-频率小扰动模型;
第二建立模块504,用于建立VSG能量组成函数,并利用VSG能量组成函数得到储能VSG控制频率调节时暂态能量变化过程;
第三建立模块505,用于基于储能VSG控制频率调节时暂态能量变化过程,建立新型自适应虚拟惯量;
应用模块506,用于基于VSG二阶输出小信号模型和有功功率-频率小扰动模型,得到虚拟阻尼与所述新型自适应虚拟惯量的关系,并利用虚拟阻尼与新型自适应虚拟惯量的关系,实现新型自适应虚拟惯量和虚拟阻尼自动调节。
本申请提出的液流超容锂电池混合储能自适应惯量VSG控制装置中,建立液流超容锂电池混合储能VSG虚拟转子运动方程,并基于储能VSG虚拟转子运动方程利用有功-频率下垂,建立VSG虚拟调速器控制模型;基于PCS利用VSG并网等效电路拓扑,得到储能VSG稳定运行时对应的VSG输出功率方程;基于储能VSG虚拟转子运动方程、VSG输出功率方程和VSG虚拟调速器控制模型,建立VSG二阶输出小信号模型和有功功率-频率小扰动模型;建立VSG能量组成函数,并利用VSG能量组成函数得到储能VSG控制频率调节时暂态能量变化过程;基于储能VSG控制频率调节时暂态能量变化过程,建立新型自适应虚拟惯量;基于VSG二阶输出小信号模型和有功功率-频率小扰动模型,得到虚拟阻尼与新型自适应虚拟惯量的关系,并利用虚拟阻尼与新型自适应虚拟惯量的关系,实现新型自适应虚拟惯量和虚拟阻尼自动调节。由此可知,本申请中引入了新型自适应虚拟惯量,并当新型自适应虚拟惯量进行自适应调节时,虚拟阻尼可以根据通过上述虚拟阻尼与新型自适应虚拟惯量的关系进行自动调节,从而可以实时调整VSG虚拟参数,有效减少储能VSG频率调节时振荡频次,实现了对暂态冲击的抑制,进而维持VSG频率调节稳定。
为了实现上述实施例,本申请还提出一种计算机设备。
本申请实施例提供的计算机设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序;处理器执行程序时,能够实现如图1所示的方法。
为了实现上述实施例,本申请还提出一种计算机存储介质。
本申请实施例提供的计算机存储介质,计算机存储介质存储有计算机可执行指令;计算机可执行指令被处理器执行后,能够实现如图1所示的方法。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、 “示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为,表示包括一个或更多个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分,并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现,其中可以不按所示出或讨论的顺序,包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序,来执行功能,这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本申请的限制,本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (10)
1.一种液流超容锂电池混合储能自适应惯量VSG控制方法,其特征在于,所述方法包括:
建立液流超容锂电池混合储能虚拟同步机VSG虚拟转子运动方程,并基于所述储能VSG虚拟转子运动方程利用有功-频率下垂,建立VSG虚拟调速器控制模型;
基于储能换流器PCS利用VSG并网等效电路拓扑,得到所述储能VSG稳定运行时对应的VSG输出功率方程;
基于所述储能VSG虚拟转子运动方程、所述VSG输出功率方程和所述VSG虚拟调速器控制模型,建立VSG二阶输出小信号模型和有功功率-频率小扰动模型;
建立VSG能量组成函数,并利用所述VSG能量组成函数得到所述储能VSG控制频率调节时暂态能量变化过程;
基于所述储能VSG控制频率调节时暂态能量变化过程,建立新型自适应虚拟惯量;
基于所述VSG二阶输出小信号模型和所述有功功率-频率小扰动模型,得到虚拟阻尼与所述新型自适应虚拟惯量的关系,并利用所述虚拟阻尼与所述新型自适应虚拟惯量的关系,实现新型自适应虚拟惯量和虚拟阻尼自动调节。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述基于所述储能VSG虚拟转子运动方程、所述VSG输出功率方程和所述VSG虚拟调速器控制模型,建立VSG二阶输出小信号模型和有功功率-频率小扰动模型,包括:
基于所述储能VSG虚拟转子运动方程和所述VSG输出功率方程,建立VSG二阶输出小信号模型;
基于所述VSG虚拟调速器控制模型,建立有功功率-频率小扰动模型。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述基于所述VSG二阶输出小信号模型和所述有功功率-频率小扰动模型,得到虚拟阻尼与所述新型自适应虚拟惯量的关系,包括:
基于所述VSG二阶输出小信号模型得到二阶装置特征根;
基于所述二阶装置特征根和所述有功功率-频率小扰动模型,得到虚拟阻尼与所述新型自适应虚拟惯量的关系。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述储能虚拟同步机VSG虚拟转子运动方程,包括:
其中,H表示虚拟惯量,ω表示虚拟电角速度,ω0表示PCS并网点同步角速度,Pm表示VSG输出虚拟机械功率,Pe表示储能装置有功功率实际输出值,D表示为VSG虚拟阻尼,δ表示虚拟功角,t表示时间。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述储能VSG能量组成函数,包括:
其中,表示储能VSG动能;/>表示储能VSG势能;/>表示阻尼所需能量;/>表示储能VSG初始虚拟功角;/>表示虚拟功角为δ时,储能VSG输出功率;/>表示虚拟功角为初始虚拟功角/>时,储能VSG输出功率;/> 。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述利用所述VSG能量组成函数得到所述储能VSG控制频率调节时暂态能量变化过程,包括:
当储能VSG频率调节过程时,按照ω与ω0的关系分为:阶段和/>阶段,阶段包括a阶段、b阶段,其中:a阶段/>,b阶段/>;/>阶段包括c阶段、d阶段,其中:c阶段/>;d阶段/>;在a阶段,Wd逐渐增大,Ws逐渐减少;在动能作用下进入b阶段,Wd逐渐减少,Ws逐渐增大。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述新型自适应虚拟惯量,包括:
其中,H0为储能VSG虚拟惯量初始值,对应不参与频率调节时额定虚拟惯量;ki为虚拟惯量调节系数。
8.一种液流超容锂电池混合储能自适应惯量VSG控制装置,其特征在于,所述装置包括:
第一建立模块,用于建立液流超容锂电池混合储能虚拟同步机VSG虚拟转子运动方程,并基于所述储能VSG虚拟转子运动方程利用有功-频率下垂,建立VSG虚拟调速器控制模型;
第一处理模块,用于基于储能换流器PCS利用VSG并网等效电路拓扑,得到所述储能VSG稳定运行时对应的VSG输出功率方程;
第二处理模块,用于基于所述储能VSG虚拟转子运动方程、所述VSG输出功率方程和所述VSG虚拟调速器控制模型,建立VSG二阶输出小信号模型和有功功率-频率小扰动模型;
第二建立模块,用于建立VSG能量组成函数,并利用所述VSG能量组成函数得到所述储能VSG控制频率调节时暂态能量变化过程;
第三建立模块,用于基于所述储能VSG控制频率调节时暂态能量变化过程,建立新型自适应虚拟惯量;
应用模块,用于基于所述VSG二阶输出小信号模型和所述有功功率-频率小扰动模型,得到虚拟阻尼与所述新型自适应虚拟惯量的关系,并利用所述虚拟阻尼与所述新型自适应虚拟惯量的关系,实现新型自适应虚拟惯量和虚拟阻尼自动调节。
9.一种计算机设备,其特征在于,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述程序时,能够实现如权利要求1-7中任一所述的方法。
10.一种计算机存储介质,其中,所述计算机存储介质存储有计算机可执行指令;所述计算机可执行指令被处理器执行后,能够实现权利要求1-7中任一所述的方法。
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