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天津大学李永丽获国家专利权

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龙图腾网获悉天津大学申请的专利基于虚拟同步发电机的光伏混合储能系统功率分配及虚拟惯性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:CN115714435B

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-04-24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:202211422434.1,技术领域涉及:H02J3/48;该发明授权基于虚拟同步发电机的光伏混合储能系统功率分配及虚拟惯性控制方法是由李永丽;李怡设计研发完成,并于2022-11-14向国家知识产权局提交的专利申请。

基于虚拟同步发电机的光伏混合储能系统功率分配及虚拟惯性控制方法在说明书摘要公布了:本发明涉及一种基于虚拟同步发电机的光伏混合储能系统功率分配及虚拟惯性控制方法,包括如下步骤:S1、确定混合储能系统的功率分配方式;S2、确定虚拟同步发电机的虚拟惯性和两种储能荷电状态之间的关联关系;S3、确定虚拟惯性的自适应控制策略;S4、确定相关参数的选取原则。本发明引入与全钒液流电池和超级电容器荷电状态相关的调节系数,使得虚拟惯性同时根据逆变器输出频率和两种储能的荷电状态进行调节,并通过根轨迹对系统的稳定性进行分析,确定虚拟惯性、阻尼等关键参数的选取原则。本发明能够有效改善光伏混合储能系统电压和频率的稳定性,实现混合储能间功率的合理分配,避免储能的荷电状态越限,提高储能的充放电性能和寿命。

本发明授权基于虚拟同步发电机的光伏混合储能系统功率分配及虚拟惯性控制方法在权利要求书中公布了:1.一种基于虚拟同步发电机的光伏混合储能系统功率分配及虚拟惯性控制方法,其特征在于:所述方法的步骤为: S1、确定光伏混合储能系统的功率分配方式 当电网调度的虚拟同步发电机有功功率指令发生阶跃变化ΔPref时,光伏混合储能系统需要吸收或释放总功率表现为二阶振荡特性;当基于虚拟同步发电机控制的逆变器输入输出功率不平衡时,输出角频率偏差与功率变化量之间的传递函数为一阶惯性环节,结合上述关系以及全钒液流电池能量密度大和超级电容器功率密度大、充放电循环次数多的特点,将储能需要承担的功率中表现出一阶惯性特性的部分分配给全钒液流电池,其余部分由超级电容器承担,即: 其中:J和D分别为虚拟同步发电机的虚拟惯性和虚拟阻尼; ω和ω0为虚拟同步发电机虚拟转子对应的实际角速度和额定角速度; Kω为原动机的调差系数; KVRB取值为Dω0+Kω; 则虚拟同步发电机有功功率指令发生阶跃变化后,超级电容器只承担动态响应过程中快速变化的功率,而当动态响应过程结束系统进入稳态时,超级电容器不参与功率交换,由全钒液流电池完全承担这部分差值功率; S2、确定虚拟同步发电机的虚拟惯性和储能荷电状态之间的关联关系 当电网调度的虚拟同步发电机有功功率指令发生阶跃变化ΔPref时,全钒液流电池和超级电容器输出功率的动态响应分别为: 其中:ξ为阻尼比; ωd为有阻尼的自然振荡频率; 全钒液流电池和超级电容器的荷电状态和充放电功率存在如下关系: 其中:SSOC和SSOC0分别为储能当前和初始的荷电状态; P为储能的充放电功率,其值为正时表示放电,为负时表示充电; Sn为储能的额定容量; 虚拟同步发电机有功功率指令发生阶跃变化后,当虚拟同步发电机虚拟惯性较大时,系统的响应时间较长,全钒液流电池输出功率的上升速度较为缓慢,达到稳态时其荷电状态的下降较小;超级电容器充放电功率的振荡较为剧烈,释放能量较多,达到稳态时其荷电状态的下降较大; S3、确定虚拟惯性的自适应控制策略 根据两种储能荷电状态分别确定其荷电状态调节系数KSOC_SC和KSOC_VRB,在储能荷电状态不足时减小其出力,防止出现荷电状态越限的情况,根据两种储能的剩余容量确定荷电状态调节系数的权重ρ,进而得到由超级电容器和全钒液流电池组成的混合储能的荷电状态调节系数KSOC,使得虚拟惯性的调节主要考虑荷电状态更加接近极限的储能,保证两种储能的荷电状态均处于合理范围内,虚拟同步发电机虚拟惯性的自适应控制策略为: 其中:J0为虚拟惯性的稳态值; KJ为虚拟惯性的调节系数; MJ为频率变化率的阈值; S4、确定相关参数的选取原则 分析虚拟同步发电机虚拟惯性、阻尼和调差系数对于光伏混合储能系统的稳定性和动态性能的影响,并据此确定参数的选取原则为: 其中:Pmax为逆变器的功率上限。

如需购买、转让、实施、许可或投资类似专利技术,可联系本专利的申请人或专利权人天津大学,其通讯地址为:300071 天津市南开区卫津路92号;或者联系龙图腾网官方客服,联系龙图腾网可拨打电话0551-65771310或微信搜索“龙图腾网”。

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