[發明專利]一種基于相位前饋的虛擬同步發電機控制方法

有效

• 申請號: 201710841526.6
• 申請日: 2017-09-18
• 公開（公告）號: CN107612043B
• 公開（公告）日: 2020-03-17
• 發明（設計）人: 王躍;李明烜;周暉;趙發明;張海龍;王林
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: H02J3/44
• 分類號: H02J3/44;H02J3/46;H02J3/24
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 閔岳峰

1.一種基于相位前饋的虛擬同步發電機控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)前饋量計算，將虛擬同步發電機的輸出頻率ω減去電網額定頻率ω_ref，得到兩者頻率差Δω作為前饋控制的采集量，將頻率差Δω乘以前饋系數k_ω得到前饋控制的補償量θ_c；

2)下垂控制部分，根據虛擬同步發電機的輸出有功功率參考指令P_ref與虛擬同步發電機的輸出頻率ω與電網額定頻率ω_ref的頻率差Δω計算得到虛擬同步發電機的模擬機械功率P_m；

3)模擬轉子機械方程部分，根據虛擬同步發電機的模擬機械功率P_m與實際輸出有功功率P_e計算得到虛擬同步發電機的輸出頻率ω，J為虛擬同步發電機的轉動慣量；

4)將虛擬同步發電機的輸出頻率ω積分后加上相位前饋控制補償量θ_c得到虛擬同步發電機的輸出相位θ；

5)將步驟4)中得到的虛擬同步發電機的輸出相位θ作為dq坐標變換所用相位，對無功環得到的dq坐標電壓指令值v^*_dq進行dq坐標變換得到abc坐標下的三相電壓調制信號v^*_abc，調制信號再經過PWM調制器得到變流器開關網絡的開關控制信號，進而用于驅動開關網絡。

2.根據權利要求1所述的一種基于相位前饋的虛擬同步發電機控制方法，其特征在于，步驟1)中，虛擬同步發電機的輸出頻率ω為模擬轉子機械方程計算得到的頻率；前饋系數k_ω為正實數；前饋控制的采集量頻率差Δω所用計算公式為：

Δω＝ω-ω_ref。

3.根據權利要求2所述的一種基于相位前饋的虛擬同步發電機控制方法，其特征在于，步驟2)中，計算虛擬同步發電機的模擬機械功率P_m所用下垂控制公式為：

P_m＝(ω_ref-ω)m_p+P_ref

其中，m_p為有功下垂系數。

4.根據權利要求3所述的一種基于相位前饋的虛擬同步發電機控制方法，其特征在于，步驟3)中，模擬轉子機械方程計算虛擬同步發電機的輸出頻率ω所用公式為：

5.根據權利要求4所述的一種基于相位前饋的虛擬同步發電機控制方法，其特征在于，步驟4)中，相位前饋控制補償量θ_c的計算公式為：

θ_c＝k_ωΔω。

6.根據權利要求5所述的一種基于相位前饋的虛擬同步發電機控制方法，其特征在于，步驟4)中，虛擬同步發電機的輸出相位θ的計算公式為：