本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)功率控制，尤其涉及一種雙饋抽水蓄能機(jī)組功率控制方法、系統(tǒng)和設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、隨著“雙碳”戰(zhàn)略的提出，抽水蓄能等新能源在電力系統(tǒng)中的占比不斷增加，電力系統(tǒng)正在朝著高比例可再生能源與高比例電力電子設(shè)備的方向發(fā)展。抽水蓄能機(jī)組以其穩(wěn)定性高、效率高的優(yōu)點(diǎn)也成為了目前抽水蓄能發(fā)電的主流發(fā)電機(jī)組。但隨著新能源并網(wǎng)的滲透率不斷提高，使得電力系統(tǒng)的輸出功率的間歇性和波動(dòng)性不斷增大，若抽水蓄能機(jī)組慣性支撐能力較低，則維持電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，因此，提高抽水蓄能機(jī)組的慣性支撐能力至關(guān)重要。

2、目前，現(xiàn)有技術(shù)通過(guò)對(duì)抽水蓄能機(jī)組進(jìn)行虛擬同步控制來(lái)提高抽水蓄能機(jī)組的慣性支撐能力，但虛擬同步控制的阻尼較弱，慣性較大，下垂系數(shù)和摩擦系數(shù)之間的耦合性較強(qiáng)，在多機(jī)并聯(lián)時(shí)可能會(huì)由于輸出功率的不均導(dǎo)致有功功率振蕩，降低了電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供了一種雙饋抽水蓄能機(jī)組功率控制方法、系統(tǒng)和設(shè)備，解決了現(xiàn)有技術(shù)通過(guò)對(duì)抽水蓄能機(jī)組進(jìn)行虛擬同步控制來(lái)提高抽水蓄能機(jī)組的慣性支撐能力，但虛擬同步控制的阻尼較弱，慣性較大，下垂系數(shù)和摩擦系數(shù)之間的耦合性較強(qiáng)，在多機(jī)并聯(lián)時(shí)可能會(huì)由于輸出功率的不均導(dǎo)致有功功率振蕩，降低了電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性的技術(shù)問(wèn)題。

2、本發(fā)明第一方面提供的一種雙饋抽水蓄能機(jī)組功率控制方法，包括：

3、獲取雙饋抽水蓄能機(jī)組的電機(jī)運(yùn)行參數(shù)，并將所述電機(jī)運(yùn)行參數(shù)輸入預(yù)設(shè)的機(jī)側(cè)控制環(huán)路模型，其中，所述機(jī)側(cè)控制環(huán)路模型包括廣義積分模塊、功率環(huán)和定子磁鏈控制模塊；

4、采用所述廣義積分模塊對(duì)所述電機(jī)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行積分變換，得到輸出功率參數(shù)和轉(zhuǎn)子電流分量參數(shù)；

5、通過(guò)所述功率環(huán)對(duì)所述輸出功率參數(shù)進(jìn)行功率調(diào)節(jié)處理，得到轉(zhuǎn)子電流給定參考值；

6、將所述轉(zhuǎn)子電流給定參考值和所述轉(zhuǎn)子電流分量參數(shù)輸入所述定子磁鏈控制模塊進(jìn)行磁鏈調(diào)節(jié)處理，得到所述雙饋抽水蓄能機(jī)組的機(jī)側(cè)換流器控制指令；

7、采用所述機(jī)側(cè)換流器控制指令對(duì)所述雙饋抽水蓄能機(jī)組進(jìn)行功率調(diào)節(jié)。

8、可選地，所述廣義積分模塊包括第一積分器、第二積分器和第一坐標(biāo)變換器，所述電機(jī)運(yùn)行參數(shù)包括定子電壓值、定子電流值、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)子電流值，所述采用所述廣義積分模塊對(duì)所述電機(jī)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行積分變換，得到輸出功率參數(shù)和轉(zhuǎn)子電流分量參數(shù)的步驟包括：

9、將所述定子電壓值和所述定子電流值分別輸入所述第一積分器進(jìn)行積分運(yùn)算，得到定子電壓分量參數(shù)和定子電流分量參數(shù)；

10、采用所述第二積分器對(duì)所述轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速進(jìn)行積分運(yùn)算，得到轉(zhuǎn)子位置角度；

11、通過(guò)所述第一坐標(biāo)變換器對(duì)所述轉(zhuǎn)子電流值進(jìn)行坐標(biāo)變換，得到轉(zhuǎn)子電流分量參數(shù)；

12、將所述定子電壓分量參數(shù)和所述定子電流分量參數(shù)輸入預(yù)設(shè)的定子側(cè)輸出功率模型，得到定子側(cè)有功功率和定子側(cè)無(wú)功功率；

13、將所述定子側(cè)有功功率、所述定子側(cè)無(wú)功功率和所述轉(zhuǎn)子位置角度確定為輸出功率參數(shù)。

14、可選地，所述第一積分器包括第二坐標(biāo)變換模塊、廣義積分器組、第一自適應(yīng)控制模塊、第三坐標(biāo)變換模塊和第二自適應(yīng)控制模塊，所述第一積分器的處理過(guò)程具體為：

15、通過(guò)所述第二坐標(biāo)變換模塊對(duì)輸入的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行坐標(biāo)變換，得到運(yùn)行分量參數(shù)；

16、將所述運(yùn)行分量參數(shù)和預(yù)先獲取的反饋頻率值輸入所述廣義積分器組進(jìn)行積分運(yùn)算，得到兩個(gè)所述運(yùn)行積分量，其中，所述廣義積分器組包括兩個(gè)廣義積分器；

17、通過(guò)所述第一自適應(yīng)控制模塊對(duì)兩個(gè)所述運(yùn)行積分量進(jìn)行頻率跟蹤處理，得到第一跟蹤分量和第二跟蹤分量；

18、將所述第一跟蹤分量和所述第二跟蹤分量輸入所述第三坐標(biāo)變換模塊，得到第一分量值和第二分量值；

19、采用所述第二自適應(yīng)控制模塊對(duì)所述第二分量值進(jìn)行積分運(yùn)算，得到第三分量值，其中，所述第二自適應(yīng)控制模塊包括依次連接的pi控制器、加和運(yùn)算模塊和第二積分器；

20、采用所述第一分量值、所述第二分量值和所述第三分量值作為輸出的分量參數(shù)。

21、可選地，所述功率環(huán)包括有功環(huán)和無(wú)功環(huán)，通過(guò)所述功率環(huán)對(duì)所述輸出功率參數(shù)進(jìn)行功率調(diào)節(jié)處理，得到轉(zhuǎn)子電流給定參考值的步驟，包括：

22、將所述定子側(cè)有功功率、所述轉(zhuǎn)子位置角度和預(yù)設(shè)的有功功率給定值輸入所述有功環(huán)進(jìn)行積分運(yùn)算，得到轉(zhuǎn)子電流位置角度；

23、將所述定子側(cè)無(wú)功功率和預(yù)設(shè)的無(wú)功功率給定值輸入所述無(wú)功環(huán)進(jìn)行積分運(yùn)算，得到轉(zhuǎn)子電流參考幅值；

24、采用所述轉(zhuǎn)子電流位置角度和所述轉(zhuǎn)子電流參考幅值作為轉(zhuǎn)子電流給定參考值。

25、可選地，所述定子磁鏈控制模塊包括第四坐標(biāo)變換模塊、第五坐標(biāo)變換模塊、磁鏈定向控制模塊、虛擬電抗模塊和spwm調(diào)制器，所述將所述轉(zhuǎn)子電流給定參考值和所述轉(zhuǎn)子電流分量參數(shù)輸入所述定子磁鏈控制模塊進(jìn)行磁鏈調(diào)節(jié)處理，得到所述雙饋抽水蓄能機(jī)組的機(jī)側(cè)換流器控制指令的步驟，包括：

26、將所述轉(zhuǎn)子電流給定參考值輸入所述第四坐標(biāo)變換模塊進(jìn)行坐標(biāo)變換，得到轉(zhuǎn)子三相電流參考參數(shù)；

27、通過(guò)所述第五坐標(biāo)變換模塊對(duì)所述轉(zhuǎn)子三相電流參考參數(shù)進(jìn)行坐標(biāo)變換，得到轉(zhuǎn)子參考電流分量參數(shù)；

28、將所述轉(zhuǎn)子參考電流分量參數(shù)和所述轉(zhuǎn)子電流分量參數(shù)輸入所述磁鏈定向控制模塊進(jìn)行磁鏈定向調(diào)節(jié)處理，得到轉(zhuǎn)子參考電壓參數(shù)，其中，所述磁鏈定向控制模塊包括第一定向模塊、第二定向模塊和第六坐標(biāo)變換模塊；

29、將所述轉(zhuǎn)子參考電壓參數(shù)輸入所述虛擬電抗模塊進(jìn)行電抗調(diào)節(jié)處理，得到調(diào)節(jié)電壓參數(shù)；

30、通過(guò)所述spwm調(diào)制器對(duì)所述調(diào)節(jié)電壓參數(shù)進(jìn)行調(diào)制轉(zhuǎn)換處理，得到所述雙饋抽水蓄能機(jī)組的機(jī)側(cè)換流器控制指令。

31、可選地，所述轉(zhuǎn)子參考電流分量參數(shù)包括第一轉(zhuǎn)子參考電流分量和第二轉(zhuǎn)子參考電流分量，所述轉(zhuǎn)子電流分量參數(shù)包括第一轉(zhuǎn)子電流分量和第二轉(zhuǎn)子電流分量，所述將所述轉(zhuǎn)子參考電流分量參數(shù)和所述轉(zhuǎn)子電流分量參數(shù)輸入所述磁鏈定向控制模塊進(jìn)行磁鏈定向調(diào)節(jié)處理，得到轉(zhuǎn)子參考電壓參數(shù)的步驟，包括：

32、將所述第一轉(zhuǎn)子參考電流分量、所述第一轉(zhuǎn)子電流分量和預(yù)先獲取的第一轉(zhuǎn)子電壓分量輸入所述第一定向模塊，得到第一定向電壓值，其中，所述第一定向模塊包括依次連接的差值模塊、pi控制器和加和模塊；

33、將所述第二轉(zhuǎn)子參數(shù)電流分量、所述第二轉(zhuǎn)子電流分量和預(yù)先獲取的第二轉(zhuǎn)子電壓分量輸入所述第二定向模塊，得到第二定向電壓值，其中，所述第二定向電壓值包括依次連接的差值模塊、pi控制器和差值模塊；

34、通過(guò)所述第六坐標(biāo)變換模塊對(duì)所述第一定向電壓值和所述第二定向電壓值進(jìn)行坐標(biāo)變換，得到轉(zhuǎn)子參考電壓參數(shù)。

35、可選地，所述將所述第一轉(zhuǎn)子參考電流分量、所述第一轉(zhuǎn)子電流分量和預(yù)先獲取的第一轉(zhuǎn)子電壓分量輸入所述第一定向模塊，得到第一定向電壓值的步驟，包括：

36、采用差值模塊對(duì)所述第一轉(zhuǎn)子參考電流分量與所述第一轉(zhuǎn)子電流分量進(jìn)行差值處理，得到第一差值；

37、將所述第一差值輸入pi控制器進(jìn)行電壓調(diào)節(jié)，得到第一中間電壓值；

38、通過(guò)加和模塊對(duì)所述第一中間電壓值與預(yù)先獲取的第一轉(zhuǎn)子電壓分量進(jìn)行加和處理，得到第一定向電壓值。

39、可選地，所述將所述第二轉(zhuǎn)子參數(shù)電流分量、所述第二轉(zhuǎn)子電流分量和預(yù)先獲取的第二轉(zhuǎn)子電壓分量輸入所述第二定向模塊，得到第二定向電壓值的步驟，包括：

40、采用差值模塊對(duì)第二轉(zhuǎn)子參數(shù)電流分量與所述第二轉(zhuǎn)子電流分量進(jìn)行差值處理，得到第二差值；

41、將所述第二差值輸入pi控制器進(jìn)行電壓調(diào)節(jié)，得到第二中間電壓值；

42、通過(guò)差值模塊對(duì)所述第二中間電壓值與預(yù)先獲取的第二轉(zhuǎn)子電壓分量進(jìn)行差值處理，得到第二定向電壓值。

43、本發(fā)明第二發(fā)明提供的一種雙饋抽水蓄能機(jī)組功率控制系統(tǒng)，包括：

44、采集模塊，用于獲取雙饋抽水蓄能機(jī)組的電機(jī)運(yùn)行參數(shù)，并將所述電機(jī)運(yùn)行參數(shù)輸入預(yù)設(shè)的機(jī)側(cè)控制環(huán)路模型，其中，所述機(jī)側(cè)控制環(huán)路模型包括廣義積分模塊、功率環(huán)和定子磁鏈控制模塊；

45、積分模塊，用于采用所述廣義積分模塊對(duì)所述電機(jī)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行積分變換，得到輸出功率參數(shù)和轉(zhuǎn)子電流分量參數(shù)；

46、功率調(diào)節(jié)模塊，用于通過(guò)所述功率環(huán)對(duì)所述輸出功率參數(shù)進(jìn)行功率調(diào)節(jié)處理，得到轉(zhuǎn)子電流給定參考值；

47、磁鏈調(diào)節(jié)模塊，用于將所述轉(zhuǎn)子電流給定參考值和所述轉(zhuǎn)子電流分量參數(shù)輸入所述定子磁鏈控制模塊進(jìn)行磁鏈調(diào)節(jié)處理，得到所述雙饋抽水蓄能機(jī)組的機(jī)側(cè)換流器控制指令；

48、執(zhí)行模塊，用于采用所述機(jī)側(cè)換流器控制指令對(duì)所述雙饋抽水蓄能機(jī)組進(jìn)行功率調(diào)節(jié)。

49、本發(fā)明第三方面提供的一種電子設(shè)備，包括存儲(chǔ)器及處理器，所述存儲(chǔ)器中儲(chǔ)存有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被所述處理器執(zhí)行時(shí)，使得所述處理器執(zhí)行如上述任一項(xiàng)所述的雙饋抽水蓄能機(jī)組功率控制方法的步驟。

50、從以上技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

51、本發(fā)明通過(guò)獲取雙饋抽水蓄能機(jī)組的電機(jī)運(yùn)行參數(shù)，并采用廣義積分模塊對(duì)電機(jī)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行積分變換，得到輸出功率參數(shù)和轉(zhuǎn)子電流分量參數(shù)，廣義積分模塊具備自適應(yīng)系統(tǒng)頻率變化跟蹤的能力，從而可以提取到電機(jī)運(yùn)行參數(shù)中更加精確的輸出功率參數(shù)和轉(zhuǎn)子電流分量參數(shù)，再結(jié)合功率環(huán)和定子磁鏈控制模塊對(duì)輸出功率參數(shù)和轉(zhuǎn)子電流分量參數(shù)進(jìn)行自適應(yīng)控制，便可得到雙饋抽水蓄能機(jī)組的機(jī)側(cè)換流器控制指令?？朔爽F(xiàn)有技術(shù)通過(guò)對(duì)抽水蓄能機(jī)組進(jìn)行虛擬同步控制來(lái)提高抽水蓄能機(jī)組的慣性支撐能力，但虛擬同步控制的阻尼較弱，慣性較大，下垂系數(shù)和摩擦系數(shù)之間的耦合性較強(qiáng)，在多機(jī)并聯(lián)時(shí)可能會(huì)由于輸出功率的不均導(dǎo)致有功功率振蕩，降低了電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性的技術(shù)問(wèn)題。與傳統(tǒng)的虛擬同步控制相比，本發(fā)明通過(guò)功率環(huán)在控制過(guò)程中增加了無(wú)功功率和有功功率來(lái)提供慣性支撐，并結(jié)合定子磁鏈控制模塊提升了雙饋抽水蓄能機(jī)組阻尼，降低輸出側(cè)的功率振蕩，提高了電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。