[發明專利]一種虛擬同步電機電壓源換流器最小電流應力控制方法

有效

• 申請號: 201710718281.8
• 申請日: 2017-08-21
• 公開（公告）號: CN107623458B
• 公開（公告）日: 2019-07-09
• 發明（設計）人: 葉華;唐亞南;裴瑋;孔力
• 申請（專利權）人: 中國科學院電工研究所
• 主分類號: H02M7/537
• 分類號: H02M7/537;H02J3/38
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 關玲

1.一種虛擬同步電機電壓源換流器最小電流應力控制方法，其特征在于：所述的虛擬同步電機電壓源換流器最小電流應力控制方法，首先通過虛擬同步電機控制算法計算虛擬轉子角度δ_v與虛擬電機內部電動勢E_t，根據虛擬轉子角度δ_v與虛擬電機內部電動勢E_t設計單位功率最小電流應力控制模塊，進而向換流器內環電流解耦控制環提供最小電流指令與獲得調制信號驅動換流器電力電子開關，實現換流器最小電流應力控制。

2.如權利要求1所述的虛擬同步電機電壓源換流器最小電流應力控制方法，其特征在于：所述的方法步驟如下：

步驟1：通過電壓源換流器虛擬同步電機控制算法，計算虛擬轉子角度δ_v與虛擬電機內部電動勢E_t；

步驟2：設計換流器單位功率最小電流應力控制模塊；

步驟3：換流器電流內環解耦控制及驅動電力電子開關。

3.如權利要求2所述的虛擬同步電機電壓源換流器最小電流應力控制方法，其特征在于：所述的步驟1中，電壓源換流器虛擬同步電機控制算法包括有功功率-頻率調節算法和無功功率-交流電壓調節算法；

電壓源換流器基于虛擬同步電機控制引入了直流電壓下垂環節，將直流電壓u_dc與其參考值比較，獲得直流電壓偏差將直流電壓偏差作為虛擬同步電機等效轉速偏差；因此，將直流電壓偏差應用于有功功率-頻率調節方程如下：

式(1)中，s為頻域表示符，ω_v為電壓源換流器虛擬同步電機角頻率，δ_v為虛擬同步電機虛擬轉子角度，H_v為虛擬同步電機慣性系數，D_v為虛擬同步電機阻尼系數，是直流電壓下垂有功功率指令，k_dc是直流電壓下垂系數，P_e虛擬電磁功率；

如式(1)所示，所述的有功功率-頻率調節算法通過調節虛擬電磁功率P_e，調節交流系統角頻率ω_v，同時獲得虛擬同步電機虛擬同步角度δ_v；

所述的無功功率-交流電壓調節算法由下式實現：

式(2)中，E_t為虛擬電機內部電動勢，E_t0為虛擬電機內部額定電勢，為電壓源換流器傳輸無功功率參考值，Q_e為電壓源換流器傳輸無功功率實際值，為換流器交流側交流電壓參考值，V_gs為換流器交流側交流電壓實際值，k_p與k_i為PI(Proportional Integration)控制器參數；M_v為虛擬同步電機無功控制慣性系數，k_v為虛擬同步電機無功阻尼響應系數。