[發明專利]具備電能質量復合控制功能的虛擬同步發電機控制方法

有效

• 申請號: 201710975824.4
• 申請日: 2017-10-19
• 公開（公告）號: CN107681662B
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發明（設計）人: 吳在軍;胡文強;竇曉波;胡敏強
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H02J3/01
• 分類號: H02J3/01;H02J3/26;H02J3/18;H02J3/38
• 代理公司: 南京眾聯專利代理有限公司 32206
• 代理人: 蔣昱

具備電能質量復合控制功能的虛擬同步發電機控制方法，包含SOGI?PLL鎖相與三相電壓正序分量分解、虛擬同步發電機功率外環控制、虛擬阻抗控制、基于SGT濾波器的FBD諧波檢測、基于多重準PR控制器的電流內環控制、3D?SVPWM調制生成四橋臂電路驅動信號。虛擬同步發電機功率外環控制，使本控制策略輸出基波功率模擬同步發電機的輸出特性；虛擬阻抗控制，使本發明增大了逆變器的輸出阻抗；基于SGT濾波器的FBD諧波檢測與基于多重準PR控制器的電流內環控制，能夠迅速準確完成諧波電流、不平衡電流與無功電流的檢測與補償；3D?SVPWM調制生成三相四橋臂逆變器驅動信號。本發明在模擬同步發電機輸出特性的同時，具備多種功能，擴展了虛擬同步機的功能，豐富了虛擬同步機的應用場景。

技術領域

本發明涉及多功能逆變器控制技術技術領域，具體涉及將虛擬同步發電機控制與諧波補償、不平衡電流補償、無功補償功能相結合，特別是涉及一種具備電能質量復合控制功能的虛擬同步發電機控制方法。

背景技術

大部分的分布式能源需要通過電力電子變換器接入電網。當新能源裝機容量低時，因為傳統發電機可以為系統穩定性提供支撐，這種控制方式不會對系統的穩定性帶來很大危害。然而，隨著越來越多的新能源接入電網，傳統發電機不足以繼續維持電力系統的穩定運行。不僅如此，以電力電子變換器為接口的分布式發電系統缺乏傳統電機所具有的慣性和阻尼，因而電力系統更容易受到功率波動和系統故障的影響。

在虛擬同步發電機控制下的分布式發電系統可以模仿傳統同步機為電力系統提供慣性與阻尼的特性，主動參與電網調壓調頻，一定程度上提高電力系統穩定性。目前虛擬同步發電機大多僅通過控制有功、無功功率的動態輸出向電網提供慣性與阻尼支撐，參與電網調壓調頻，功能較為固定，沒能充分發揮電力電子設備控制靈活的特點。

目前虛擬同步發電機主要應用于主動配電網中。通常為保證主動配電網中的電能質量，需要增設有源電力濾波器(Active Power Filter,APF)來補償配電網中非線性負載產生的諧波、不平衡乃至無功電流。有源電力濾波器同樣是通過電力電子設備作為并網接口，因此可以考慮使虛擬同步發電機與電能質量治理功能相結合，從而減少有源電力濾波器的投資。

發明內容

為了解決上述存在的問題，本發明提供一種具備電能質量復合控制功能的虛擬同步發電機控制方法，該控制策略建立在三相四橋臂逆變器電路結構基礎上，在模擬同步發電機輸出特性的同時，還具備了在非理想電網條件下諧波電流、不平衡電流與無功補償的功能，擴展了虛擬同步發電機的功能，豐富了虛擬同步發電機的應用場景，為達此目的，本發明提供具備電能質量復合控制功能的虛擬同步發電機控制方法，所述控制方法在三相四橋臂逆變器電路結構基礎上進行，包括如下步驟，其特征在于：

1)SOGI-PLL鎖相與三相電壓正序分量分解；

2)虛擬同步發電機功率外環控制；

3)虛擬阻抗控制；

4)基于SGT濾波器的FBD諧波電流、不平衡電流與無功電流檢測；

5)基于多重準PR控制器的電流內環控制；

6)3D-SVPWM調制生成四橋臂電路驅動信號。