基于模型预测控制的光储发电系统VSG频率控制方法

Abstract

随着光伏发电装机规模大幅提升，电力系统转动惯量不断降低，虚拟同步发电机（virtual synchronous generator，VSG）技术被广泛采用以应对日益严峻的电网稳定性问题。为进一步提高VSG技术对系统稳定性的改善作用，提出基于模型预测控制的VSG频率控制方法。该方法首先在同步发电机转子运动方程和逆变器下垂控制方程基础上建立VSG可优化的离散模型，再通过模型预测控制（model predictive control，MPC）预测VSG转子角频率的运动轨迹，并将最优的预测控制输入向量的第一项作为下一时刻控制器的反馈输入。将VSG转子角频率增量转化为转矩增量的反馈回路，实现对频率偏差的实时预测补偿，提升VSG并网逆变器的无差调频能力和运行性能。最后，在MATLAB软件上搭建含光储系统的时域仿真模型，验证了所提方法能更有效地抑制频率越限，减少系统频率的恢复时间。