国网青海省电力公司经济技术研究院;国网青海省电力公司;清华大学王恺获国家专利权
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龙图腾网获悉国网青海省电力公司经济技术研究院;国网青海省电力公司;清华大学申请的专利构网型氢燃料电池储能并网系统控制方法及装置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:CN119813295B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-18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:202411615648.X,技术领域涉及:H02J3/32;该发明授权构网型氢燃料电池储能并网系统控制方法及装置是由王恺;陈来军;李正曦;崔森;杨立滨;安娜;周万鹏;刘瀚琛;刘庭响;马俊雄;王子明设计研发完成,并于2024-11-13向国家知识产权局提交的专利申请。
本构网型氢燃料电池储能并网系统控制方法及装置在说明书摘要公布了:本申请涉及一种构网型氢燃料电池储能并网系统控制方法及装置,其中,方法包括:根据构网型氢燃料电池模型及控制原理,在现有构网型氢燃料电池控制环节中引入转动惯量自适应控制策略,提出以对数函数为基础的转动惯量计算方式,消除了自适应过程中由于转子频率变化不平稳造成的转动惯量的尖刺现象,通过转动惯量自适应调节来削弱构网型氢燃料电池系统的超调与振荡,改善构网型氢燃料电池系统输出频率和功率的动态响应能力。由此,解决了现有技术未考虑构网型氢燃料电池系统转动惯量曲线变化对输出频率与动态性能的影响,无法精确改善系统的超调与振荡,难以提升系统输出频率和功率的动态响应能力等问题。
本发明授权构网型氢燃料电池储能并网系统控制方法及装置在权利要求书中公布了:1.一种构网型氢燃料电池储能并网系统控制方法,其特征在于,包括以下步骤: 对预设的构网型氢燃料电池储能并网系统中的氢燃料电池进行建模,以得到氢燃料电池数学模型; 基于所述氢燃料电池数学模型和预设的构网型氢燃料电池控制策略,确定构网型氢燃料电池中虚拟同步发电机对应的虚拟转子角速度变化率与转动惯量的变化关系,并根据所述变化关系和预设的虚拟转子角速度的振荡过程确定所述构网型氢燃料电池对应的转动惯量变化规则; 根据所述变化关系和所述转动惯量变化规则构建在所述虚拟同步发电机满足预设稳定运行条件时的转动惯量自适应公式,并通过所述转动惯量自适应公式对所述构网型氢燃料电池储能并网系统进行相应控制操作; 其中,所述基于所述氢燃料电池数学模型和预设的构网型氢燃料电池控制策略,确定构网型氢燃料电池中虚拟同步发电机对应的虚拟转子角速度变化率与转动惯量的变化关系,包括: 基于所述氢燃料电池数学模型,获取所述构网型氢燃料电池中同步发电机的机械方程和电磁方程; 将所述机械方程和所述电磁方程施加在所述构网型氢燃料电池中的并网逆变器上,以使所述并网逆变器模拟出所述同步发电机的转子对应的转动惯量和阻尼系数; 基于所述转动惯量、所述阻尼系数和所述构网型氢燃料电池控制策略,确定所述虚拟转子角速度变化率与所述转动惯量的变化关系,其中,所述变化关系为所述虚拟转子角速度变化率与所述转动惯量成反比关系; 所述根据所述变化关系和预设的虚拟转子角速度的振荡过程确定所述构网型氢燃料电池对应的转动惯量变化规则,包括: 对所述虚拟转子角速度的振荡过程进行区间划分,以得到所述振荡过程对应的第一振荡区间、第二振荡区间、第三振荡区间和第四振荡区间; 当所述虚拟转子角速度在所述第一振荡区间时,所述虚拟转子角速度变化量和所述虚拟转子角速度变化率均大于0,所述转动惯量呈增加趋势; 当所述虚拟转子角速度在所述第二振荡区间时,所述虚拟转子角速度变化量大于0,所述虚拟转子角速度变化率小于0,所述转动惯量呈减小趋势; 当所述虚拟转子角速度在所述第三振荡区间时,所述虚拟转子角速度变化量小于0,所述虚拟转子角速度变化率大于0,所述转动惯量呈增加趋势; 当所述虚拟转子角速度在所述第四振荡区间内时,所述虚拟转子角速度变化量和所述虚拟转子角速度变化率均小于0,所述转动惯量呈减小趋势; 所述转动惯量自适应公式为: 其中,J表示所述虚拟同步发电机满足所述预设稳定运行条件时的转动惯量;D表示所述虚拟同步发电机满足所述预设稳定运行条件时的阻尼系数;Kj表示所述转动惯量的调节系数;Kd表示所述阻尼系数的调节系数;Tj表示所述虚拟同步发电机的角速度变化率阈值;Td表示所述虚拟同步发电机的角速度变化阈值;D0表示所述阻尼系数的初始值;J0表示所述转动惯量的初始值。
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