本技術(shù)涉及構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能系統(tǒng)控制，具體地涉及一種基于虛擬慣量和虛擬阻尼的構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能系統(tǒng)的控制方法。

背景技術(shù)：

1、現(xiàn)有技術(shù)中，對(duì)于構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能系統(tǒng)的控制方法主要有：自適應(yīng)慣量控制(自適應(yīng)j控制)、基于交變慣量和阻尼控制(交變j和dp控制)。這兩種方法在自適應(yīng)控制中有功控制過(guò)程對(duì)儲(chǔ)能的需求量較大，自適應(yīng)慣量控制還容易引起有功功率和控制頻率振蕩。

2、因此，如何減少儲(chǔ)能的需求量、有功功率振蕩以及控制頻率振蕩成為尚待解決的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本技術(shù)的目的是提供一種基于虛擬慣量和虛擬阻尼的構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能系統(tǒng)的控制方法，可以解決現(xiàn)有技術(shù)中的如何減少儲(chǔ)能的需求量、有功功率振蕩以及頻率振蕩的問(wèn)題。

2、第一方面，本技術(shù)實(shí)施例提供了一種基于虛擬慣量和虛擬阻尼的構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能系統(tǒng)的控制方法，該方法包括：

3、在構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中對(duì)控制參數(shù)的穩(wěn)態(tài)值施加小擾動(dòng)量，得到目標(biāo)控制參數(shù)；

4、基于目標(biāo)控制參數(shù)和直流儲(chǔ)能設(shè)備消耗或供應(yīng)的能量，將虛擬轉(zhuǎn)子存儲(chǔ)能量求導(dǎo)后的表達(dá)式進(jìn)行變換，得到變換后的虛擬轉(zhuǎn)子存儲(chǔ)能量的表達(dá)式；

5、基于變換后的虛擬轉(zhuǎn)子存儲(chǔ)能量的表達(dá)式和同步機(jī)搖擺方程計(jì)算得到變虛擬慣量，基于有功功率傳遞函數(shù)的阻尼比和目標(biāo)控制參數(shù)計(jì)算得到變虛擬阻尼系數(shù)；

6、基于目標(biāo)控制參數(shù)和變虛擬慣量，計(jì)算得到目標(biāo)虛擬慣量，基于目標(biāo)控制參數(shù)和變虛擬阻尼系數(shù)，計(jì)算得到目標(biāo)虛擬阻尼系數(shù)；

7、基于目標(biāo)虛擬慣量和目標(biāo)虛擬阻尼系數(shù)，對(duì)構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行控制。

8、在第一方面的一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，控制參數(shù)包括：控制頻率、參考頻率、直流儲(chǔ)能設(shè)備消耗或供應(yīng)的能量、虛擬慣量以及虛擬阻尼系數(shù)，目標(biāo)控制參數(shù)的表達(dá)式為其中，ω表示控制頻率，ωn表示控制頻率的穩(wěn)態(tài)值，表示控制頻率的小擾動(dòng)量，ω0表示參考頻率，ω0n表示參考頻率的穩(wěn)態(tài)值，表示參考頻率的小擾動(dòng)量，e表示直流儲(chǔ)能設(shè)備消耗或供應(yīng)的能量，e0表示直流儲(chǔ)能設(shè)備消耗或供應(yīng)的能量的穩(wěn)態(tài)值，表示直流儲(chǔ)能設(shè)備消耗或供應(yīng)的能量的小擾動(dòng)量，j表示虛擬慣量，j0表示虛擬慣量的穩(wěn)態(tài)值，表示變虛擬慣量，dp表示虛擬阻尼系數(shù)，dp0表示虛擬阻尼系數(shù)的穩(wěn)態(tài)值，表示變虛擬阻尼系數(shù)；直流儲(chǔ)能設(shè)備消耗或供應(yīng)的能量的表達(dá)式為其中，e(t)表示直流儲(chǔ)能設(shè)備消耗或供應(yīng)的能量，t表示時(shí)間，pm表示參考有功功率，pe表示實(shí)際輸出的有功功率，表示參考有功功率的小擾動(dòng)量，表示有功功率的小擾動(dòng)量；虛擬轉(zhuǎn)子存儲(chǔ)能量的表達(dá)式為虛擬轉(zhuǎn)子存儲(chǔ)能量求導(dǎo)后的表達(dá)式為基于目標(biāo)控制參數(shù)和直流儲(chǔ)能設(shè)備消耗或供應(yīng)的能量，將虛擬轉(zhuǎn)子存儲(chǔ)能量求導(dǎo)后的表達(dá)式進(jìn)行變換，得到變換后的虛擬轉(zhuǎn)子存儲(chǔ)能量的表達(dá)式，包括：

9、將目標(biāo)控制參數(shù)的表達(dá)式中的e代入直流儲(chǔ)能設(shè)備消耗或供應(yīng)的能量的表達(dá)式，并對(duì)直流儲(chǔ)能設(shè)備消耗或供應(yīng)的能量求導(dǎo)，得到如下的表達(dá)式：

10、

11、其中，表達(dá)式(1)中的

12、將目標(biāo)控制參數(shù)的表達(dá)式中的j以及ω代入虛擬轉(zhuǎn)子存儲(chǔ)能量求導(dǎo)后的表達(dá)式，得到如下的表達(dá)式：

13、

14、將表達(dá)式(1)代入表達(dá)式(2)，得到如下的變換后的虛擬轉(zhuǎn)子存儲(chǔ)能量的表達(dá)式：

15、

16、在第一方面的一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，同步機(jī)搖擺方程為基于變換后的虛擬轉(zhuǎn)子存儲(chǔ)能量的表達(dá)式和同步機(jī)搖擺方程計(jì)算得到變虛擬慣量，包括：

17、將表達(dá)式(3)和目標(biāo)控制參數(shù)的表達(dá)式中的dp和ω0代入同步機(jī)搖擺方程，得到如下的表達(dá)式：

18、

19、忽略表達(dá)式(4)中的控制參數(shù)的穩(wěn)態(tài)值和小擾動(dòng)量的乘積，將表達(dá)式(4)進(jìn)行簡(jiǎn)化，得到如下的表達(dá)式：

20、

21、根據(jù)表達(dá)式(5)計(jì)算得到變虛擬慣量，變虛擬慣量的表達(dá)式如下：

22、

23、其中，δ表示載荷角，表示載荷角的小擾動(dòng)量，的積分為

24、在第一方面的一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，有功功率傳遞函數(shù)的阻尼比的表達(dá)式為ωn表示自然振蕩頻率，k為常數(shù)，von表示構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能系統(tǒng)的額定輸出電壓，vgn表示電網(wǎng)電壓，xs表示電網(wǎng)阻抗；基于有功功率傳遞函數(shù)的阻尼比和目標(biāo)控制參數(shù)計(jì)算得到變虛擬阻尼系數(shù)，包括：

25、將有功功率傳遞函數(shù)的阻尼比的表達(dá)式進(jìn)行變換，得到如下的表達(dá)式：

26、dp＝2jζωn???(7)；

27、將目標(biāo)控制參數(shù)的表達(dá)式中的dp和j代入表達(dá)式(7)并忽略控制參數(shù)的穩(wěn)態(tài)值，計(jì)算得到變虛擬阻尼系數(shù)，變虛擬阻尼系數(shù)的表達(dá)式如下：

28、

29、其中，ωn0為中間變量，表示自然振蕩頻率的小擾動(dòng)量。

30、在第一方面的一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，基于目標(biāo)控制參數(shù)和變虛擬慣量，計(jì)算得到目標(biāo)虛擬慣量，包括：

31、基于目標(biāo)控制參數(shù)的表達(dá)式中的j和變虛擬慣量的表達(dá)式，計(jì)算得到目標(biāo)虛擬慣量，目標(biāo)虛擬慣量的表達(dá)式如下：

32、

33、在第一方面的一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，基于目標(biāo)控制參數(shù)和變虛擬阻尼系數(shù)，計(jì)算得到目標(biāo)虛擬阻尼系數(shù)，包括：

34、基于目標(biāo)控制參數(shù)的表達(dá)式中的dp和變虛擬阻尼系數(shù)的表達(dá)式，計(jì)算得到目標(biāo)虛擬阻尼系數(shù)，目標(biāo)虛擬阻尼系數(shù)的表達(dá)式如下：

35、

36、其中，dp0根據(jù)電網(wǎng)確定。

37、在第一方面的一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，該方法還包括：

38、將表達(dá)式(10)中的dp代入阻尼頻率的表達(dá)式，計(jì)算得到阻尼頻率的表達(dá)式中的j；其中，阻尼頻率的表達(dá)式為

39、將阻尼頻率的表達(dá)式中的j作為表達(dá)式(9)中的j0；

40、根據(jù)表達(dá)式(9)中的該j0計(jì)算得到表達(dá)式(9)中的j。

41、在第一方面的一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，該方法還包括：

42、基于直流儲(chǔ)能設(shè)備消耗或供應(yīng)的能量，計(jì)算臨界阻尼構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能系統(tǒng)中的直流儲(chǔ)能設(shè)備吸收或消耗的能量和欠阻尼構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能系統(tǒng)中的直流儲(chǔ)能設(shè)備吸收或消耗的能量；基于臨界阻尼構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能系統(tǒng)中的直流儲(chǔ)能設(shè)備吸收或消耗的能量和欠阻尼構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能系統(tǒng)中的直流儲(chǔ)能設(shè)備吸收或消耗的能量，確定阻尼比。

43、在第一方面的一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，直流儲(chǔ)能設(shè)備消耗或供應(yīng)的能量的表達(dá)式為：其中，ωd表示阻尼頻率，ζ表示阻尼比，ζ＝dp2ω0jk，φ為中間變量，基于臨界阻尼構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能系統(tǒng)中的直流儲(chǔ)能設(shè)備吸收或消耗的能量和欠阻尼構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能系統(tǒng)中的直流儲(chǔ)能設(shè)備吸收或消耗的能量，確定阻尼比，包括：

44、將ζ＝1代入直流儲(chǔ)能設(shè)備消耗或供應(yīng)的能量的表達(dá)式，得到如下的臨界阻尼構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能系統(tǒng)中的直流儲(chǔ)能設(shè)備吸收或消耗的能量的表達(dá)式：

45、

46、其中，當(dāng)t→∞時(shí)，臨界阻尼構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能系統(tǒng)中的直流儲(chǔ)能設(shè)備吸收或消耗的能量的表達(dá)式如下：

47、

48、將t＝tr代入直流儲(chǔ)能設(shè)備消耗或供應(yīng)的能量的表達(dá)式，得到如下的欠阻尼構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能系統(tǒng)中的直流儲(chǔ)能設(shè)備吸收或消耗的能量的表達(dá)式：

49、

50、其中，當(dāng)tr＝(π-φ)/ωd時(shí)，欠阻尼構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能系統(tǒng)中的直流儲(chǔ)能設(shè)備吸收或消耗的能量的表達(dá)式如下：

51、

52、基于表達(dá)式(12)確定的吸收能量示意圖和表達(dá)式(14)確定的吸收能量示意圖，確定阻尼比。

53、第二方面，本技術(shù)實(shí)施例提供了一種基于虛擬慣量和虛擬阻尼的構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能系統(tǒng)的控制裝置，該裝置包括：

54、施加單元，用于在構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中對(duì)控制參數(shù)的穩(wěn)態(tài)值施加小擾動(dòng)量，得到目標(biāo)控制參數(shù)；

55、變換單元，用于基于目標(biāo)控制參數(shù)和直流儲(chǔ)能設(shè)備消耗或供應(yīng)的能量，將虛擬轉(zhuǎn)子存儲(chǔ)能量求導(dǎo)后的表達(dá)式進(jìn)行變換，得到變換后的虛擬轉(zhuǎn)子存儲(chǔ)能量的表達(dá)式；

56、第一計(jì)算單元，用于基于變換后的虛擬轉(zhuǎn)子存儲(chǔ)能量的表達(dá)式和同步機(jī)搖擺方程計(jì)算得到變虛擬慣量，基于有功功率傳遞函數(shù)的阻尼比和目標(biāo)控制參數(shù)計(jì)算得到變虛擬阻尼系數(shù)；

57、第二計(jì)算單元，用于基于目標(biāo)控制參數(shù)和變虛擬慣量，計(jì)算得到目標(biāo)虛擬慣量，基于目標(biāo)控制參數(shù)和變虛擬阻尼系數(shù)，計(jì)算得到目標(biāo)虛擬阻尼系數(shù)；

58、控制單元，用于基于目標(biāo)虛擬慣量和目標(biāo)虛擬阻尼系數(shù)，對(duì)構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行控制。

59、第三方面，本技術(shù)實(shí)施例提供了一種電子設(shè)備，包括存儲(chǔ)器、處理器以及存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中并可在處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，處理器執(zhí)行計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)上述第一方面中任一項(xiàng)基于虛擬慣量和虛擬阻尼的構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能系統(tǒng)的控制方法。

60、第四方面，本技術(shù)實(shí)施例提供了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)上述第一方面中任一項(xiàng)基于虛擬慣量和虛擬阻尼的構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能系統(tǒng)的控制方法。

61、第五方面，本技術(shù)實(shí)施例提供了一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，當(dāng)計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品在電子設(shè)備上運(yùn)行時(shí)，使得電子設(shè)備執(zhí)行上述第一方面中任一項(xiàng)基于虛擬慣量和虛擬阻尼的構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能系統(tǒng)的控制方法。

62、本技術(shù)首先基于施加小擾動(dòng)量得到的目標(biāo)控制參數(shù)和直流儲(chǔ)能設(shè)備消耗的能量將虛擬轉(zhuǎn)子存儲(chǔ)能量求導(dǎo)后的表達(dá)式進(jìn)行變換，然后借助同步機(jī)搖擺方程或者基于有功功率傳遞函數(shù)的阻尼比和目標(biāo)控制參數(shù)分別計(jì)算變虛擬慣量和變虛擬阻尼系數(shù)，接著基于目標(biāo)控制參數(shù)以及基于變虛擬慣量或變虛擬阻尼系數(shù)分別計(jì)算目標(biāo)虛擬慣量和目標(biāo)虛擬阻尼系數(shù)，最后基于計(jì)算出的目標(biāo)虛擬慣量和目標(biāo)虛擬阻尼系數(shù)控制構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能系統(tǒng)。

63、本技術(shù)的方案能夠減少儲(chǔ)能的需求量、有功功率振蕩以及控制頻率振蕩，具有較強(qiáng)的易用性與實(shí)用性。

64、本技術(shù)的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的具體實(shí)施方式部分予以詳細(xì)說(shuō)明。