[發明專利]考慮虛擬同步機功角影響的阻抗自適應功率解耦控制方法

有效

• 申請號: 201711040473.4
• 申請日: 2017-10-30
• 公開（公告）號: CN107658904B
• 公開（公告）日: 2020-09-25
• 發明（設計）人: 屈子森;楊歡;董寧波;蔡云旖;鄭太英
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38
• 代理公司: 杭州中成專利事務所有限公司 33212
• 代理人: 周世駿

1.考慮虛擬同步機功角影響的阻抗自適應功率解耦控制方法，其特征在于，在分布式電源的三相逆變電路中，直流側由清潔能源或儲能裝置并聯電容構成，交流側后接濾波器，并通過線路接入電網；定義逆變器輸出電壓E與電網電壓U之間的夾角為功角δ，通過實時調節虛擬阻抗值補償功角對無功功率控制環路的影響，實現功率解耦；其中虛擬阻抗包括虛擬電阻R_v和虛擬電感L_v，虛擬電感L_v對應的虛擬感抗用X_v表示；

該控制方法具體包括以下步驟：

(1)利用輸出有功功率P_e估算功角的波動量Δδ：

式中，P₀、δ₀為虛擬同步機穩態工作點輸出功率及功角；K_cor為功角波動量估算的比例系數，根據穩態工作點輸出功率與功角的比進行確定；

(2)利用步驟(1)所得功角波動量Δδ計算虛擬阻抗的虛擬電阻值R_v和虛擬感抗值X_v：

式中，X₀、R₀分別為穩態工作點總的系統感抗與電阻值；

K_Const是與穩態工作點相關的常量值，由虛擬同步機的阻抗角θ的穩態分量θ₀及功角δ的穩態分量δ₀決定：

(3)將虛擬阻抗值R_v和虛擬電感L_v加入到逆變器電壓控制環，即以參考電勢減去虛擬阻抗上的壓降作為內環電壓環控制的參考值，在復平面的具體表達式如下：

E_O^*(s)＝E_r(s)-(R_V+sL_V)·I(s)

式中，E_O^*(s)為計算后所得到的電壓控制環的給定值；E_r(s)為參考電勢，由上級虛擬同步機控制環得到；I(s)為實際并網電流；

(4)將上一步所得到的電壓給定值E_O^*(s)作為內環電壓控制環的給定信號，以內環控制的輸出信號作為逆變器的控制信號，其中內環為電壓和電流的雙閉環控制。