1.一種雙饋抽水蓄能機(jī)組的虛擬慣性控制系統(tǒng),其特征在于,所述虛擬慣性控制系統(tǒng)包括Washout濾波器模塊、比例微分調(diào)節(jié)器模塊以及一階低通濾波器模塊,其中:
所述Washout濾波器模塊,用于阻斷穩(wěn)態(tài)輸入信號(hào),以使得穩(wěn)態(tài)頻率偏差無(wú)法影響控制系統(tǒng)的控制過(guò)程;
所述比例微分調(diào)節(jié)器模塊,用于通過(guò)調(diào)頻輔助功率控制所述雙饋抽水蓄能機(jī)組的輸出功率參考值,使得所述雙饋抽水蓄能機(jī)組的輸出功率參考值與電網(wǎng)頻率相關(guān)聯(lián);其中,當(dāng)電網(wǎng)頻率發(fā)生改變時(shí),所述雙饋抽水蓄能機(jī)組的輸出功率參考值進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整,以實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)頻率的調(diào)頻;
所述一階低通濾波器模塊,用于消除高頻噪音信號(hào),以減少外部信號(hào)對(duì)控制系統(tǒng)的干擾。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙饋抽水蓄能機(jī)組的虛擬慣性控制系統(tǒng),其特征在于,所述比例微分調(diào)節(jié)器模塊按照下述公式確定所述調(diào)頻輔助功率:
其中,ΔPf*表示所述調(diào)頻輔助功率,kp表示所述比例微分調(diào)節(jié)器模塊限定的第一調(diào)節(jié)系數(shù),kd表示所述比例微分調(diào)節(jié)器模塊限定的第二調(diào)節(jié)系數(shù),Δf表示實(shí)際工作頻率與參考頻率之間的頻率差。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙饋抽水蓄能機(jī)組的虛擬慣性控制系統(tǒng),其特征在于,所述比例微分調(diào)節(jié)器模塊按照下述公式確定所述第一調(diào)節(jié)系數(shù):
其中,PN-DFPSU表示雙饋抽水蓄能機(jī)組的額定功率,σ*表示機(jī)組調(diào)差系數(shù),fN表示所述虛擬慣性控制系統(tǒng)的額定頻率。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的雙饋抽水蓄能機(jī)組的虛擬慣性控制系統(tǒng),其特征在于,所述比例微分調(diào)節(jié)器模塊按照下述公式確定所述機(jī)組調(diào)差系數(shù):
其中,Δf*表示頻率偏差標(biāo)幺值,表示有功變化量標(biāo)幺值。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙饋抽水蓄能機(jī)組的虛擬慣性控制系統(tǒng),其特征在于,所述比例微分調(diào)節(jié)器模塊按照下述公式確定所述第二調(diào)節(jié)系數(shù):
kd=2HPN/fN
其中,2HPN=JDFPSUωrωs,JDFPSU表示所述雙軸抽水蓄能機(jī)組的能量系數(shù),ωr表示參考工作角頻率,ωs表示實(shí)際工作角頻率,fN所述虛擬慣性控制系統(tǒng)的額定頻率。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙饋抽水蓄能機(jī)組的虛擬慣性控制系統(tǒng),其特征在于,所述雙饋抽水蓄能機(jī)組中還包括雙饋電機(jī)機(jī)側(cè)變流器、雙饋電機(jī)網(wǎng)側(cè)變流器、調(diào)速器以及機(jī)械導(dǎo)葉,其中:
所述雙饋電機(jī)機(jī)側(cè)變流器,用于通過(guò)控制定子電流的軸分量,來(lái)分別控制定子有功功率和無(wú)功功率,以實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)功率的解耦控制;
所述雙饋電機(jī)網(wǎng)側(cè)變流器,用于通過(guò)控制電網(wǎng)電流的軸分量,來(lái)分別控制網(wǎng)側(cè)直流母線電壓和無(wú)功功率,以實(shí)現(xiàn)對(duì)變流器直流母線電壓和功率因數(shù)的控制;
所述調(diào)速器,用于接收預(yù)先計(jì)算出的最優(yōu)轉(zhuǎn)速,將所述最優(yōu)轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速變量,并將所述轉(zhuǎn)速變量發(fā)送至所述機(jī)械導(dǎo)葉處;
所述機(jī)械導(dǎo)葉,用于根據(jù)所述轉(zhuǎn)速變量調(diào)整所述雙饋抽水蓄能機(jī)組的轉(zhuǎn)速。
7.一種雙饋抽水蓄能機(jī)組的虛擬慣性控制方法,其特征在于,所述方法包括:
預(yù)先阻斷穩(wěn)態(tài)輸入信號(hào),以使得穩(wěn)態(tài)頻率偏差無(wú)法影響控制系統(tǒng)的控制過(guò)程;
通過(guò)調(diào)頻輔助功率控制所述雙饋抽水蓄能機(jī)組的輸出功率參考值,使得所述雙饋抽水蓄能機(jī)組的輸出功率參考值與電網(wǎng)頻率相關(guān)聯(lián);其中,當(dāng)電網(wǎng)頻率發(fā)生改變時(shí),所述雙饋抽水蓄能機(jī)組的輸出功率參考值進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整,以實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)頻率的調(diào)頻;
消除高頻噪音信號(hào),以減少外部信號(hào)對(duì)控制系統(tǒng)的干擾。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的雙饋抽水蓄能機(jī)組的虛擬慣性控制方法,其特征在于,按照下述公式確定所述調(diào)頻輔助功率:
其中,ΔPf*表示所述調(diào)頻輔助功率,kp表示所述比例微分調(diào)節(jié)器模塊限定的第一調(diào)節(jié)系數(shù),kd表示所述比例微分調(diào)節(jié)器模塊限定的第二調(diào)節(jié)系數(shù),Δf表示實(shí)際工作頻率與參考頻率之間的頻率差。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的雙饋抽水蓄能機(jī)組的虛擬慣性控制方法,其特征在于,按照下述公式確定所述第一調(diào)節(jié)系數(shù):
其中,PN-DFPSU表示雙饋抽水蓄能機(jī)組的額定功率,σ*表示機(jī)組調(diào)差系數(shù),fN表示所述虛擬慣性控制系統(tǒng)的額定頻率。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的雙饋抽水蓄能機(jī)組的虛擬慣性控制方法,其特征在于,按照下述公式確定所述第二調(diào)節(jié)系數(shù):
kd=2HPN/fN
其中,2HPN=JDFPSUωrωs,JDFPSU表示所述雙軸抽水蓄能機(jī)組的能量系數(shù),ωr表示參考工作角頻率,ωs表示實(shí)際工作角頻率,fN所述虛擬慣性控制系統(tǒng)的額定頻率。