恭喜南京师范大学丁树业获国家专利权
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龙图腾网恭喜南京师范大学申请的专利一种改善多机黑启动频率相角耦合效应的同步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:CN119628071B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-05-27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:202510172734.6,技术领域涉及:H02J3/40;该发明授权一种改善多机黑启动频率相角耦合效应的同步控制方法是由丁树业;阮中平;王伟;陈遗志;芮雨润;张琦;闵桂露;姜昊言;于志立;王一凡设计研发完成,并于2025-02-17向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种改善多机黑启动频率相角耦合效应的同步控制方法在说明书摘要公布了:一种改善多机黑启动频率相角耦合效应的同步控制方法,旨在提高黑启动恢复能力。系统采用并行恢复策略,使多台黑启动微源同时启动,迅速实现同步。然而,并行恢复对预同步的精度要求极高,由于在并联合闸前的预同步过程中,频率与相角存在耦合关系,相角控制中相角差的快速变化容易导致频率过冲。为了解决这一问题,本系统在传统相角控制基础上引入线性自抗扰控制LADRC方法,凭借较强的抗干扰和动态响应速度,在因相角差变化引发频率波动时迅速做出调整,通过对频率的及时平稳控制,相角变化也变得更加平稳可控,从而反向减小对频率的干扰,实现频率相角耦合效应的弱化。这种设计既确保了黑启动的快速性,又提升了系统的稳定性和恢复能力。
本发明授权一种改善多机黑启动频率相角耦合效应的同步控制方法在权利要求书中公布了:1.一种改善多机黑启动频率相角耦合效应的同步控制方法,其特征在于:包括以下步骤:步骤1:三台黑启动微源同时启动,采用并行恢复策略各自带负荷稳定运行;步骤2:黑启动微源启动后建立子系统,以第一台黑启动微源作为主参考电源,建立基准电压;步骤3:利用所述步骤2中的基准电压,将各子系统进行同步,利用LADRC进行频率自适应调节,最终实现三机的平稳同步;所述步骤3中,根据步骤1-2建立的子系统,采用无锁相环的改进相角控制策略进行黑启动微源并联组网,计算过程如下:首先,通过Clark变换对VSGi,i=2,3输出电压进行变换,得到在和轴上的两个分量与,然后VSG1电压由Clark转换,得到输出电压分量和沿着和轴,计算公式如下: ; 为VSGi的输出电压相角,为VSG1的输出电压相角,为二者相角差;在改进相角控制预同步基础上引入线性自抗扰LADRC控制对频率进行自适应调节,二阶LADRC由线性扩展状态观测器LESO、线性状态误差反馈LSEF组成,将整个LADRC加在VSG有功环路上,对输出频率进行调节,设频率输出动态可建模为二阶线性系统,如下:原始期望为额定角频率,系统输出为实际的频率输出,b0为系统增益;设线性二阶单输入、单输出系统对象为: ;式中:u、分别为系统对象的输入和输出;r为系统的外部扰动;a1、a2分别为系统的参数;b为系统增益,b≈b0,b0为标称值,且a1、a2、b均未知,若令、,即系统输出变化率,设为系统总扰动,其包含系统内部不确定性和外部扰动,则可得状态方程为: ;LESO用于估计系统的状态即频率及其变化率和扰动,二阶系统的LESO数学表达式为: ;Z1、Z2、Z3分别为当前频率估计值、当前频率变化率以及总扰动观测值,,,是观测器的增益,用于调整观测器对状态的敏感度和调整速度;根据LADRC的控制策略,控制输入u使频率逐渐逼近目标频率,并有效抑制频率过冲,表示为: ;式中,kp、kd为PD控制器的待定参数,kp、kd可表示为: ;式中:为控制器带宽;为阻尼比,LESO的特征方程可表示为: ;式中,复频率s=jw,选取理想特征方程,则有: ;式中,为观测器带宽,通过对、进行参数整定达到自抗扰目的;步骤4:待三机机端电压达到同步后进行合闸并联运行,投入剩余负荷,完成孤岛黑启动,为满足特定工况,最终由孤岛切换至并网连接,完成整个系统的恢复。
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