[發明專利]一種準虛擬同步機控制方法

在審

• 申請號: 201711161505.6
• 申請日: 2017-11-20
• 公開（公告）號: CN107919681A
• 公開（公告）日: 2018-04-17
• 發明（設計）人: 董志然;許洪華
• 申請（專利權）人: 北京科諾偉業科技股份有限公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/24;H02M7/5387
• 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

1.一種準虛擬同步機控制方法，其特征在于：所述的控制方法通過在虛擬同步機的慣性環節并聯比例調節器，形成有功功率環PI調節器和無功功率環PI調節器，將原有的積分調節器特性轉變為比例積分調節器特性，以有功功率環PI調節器為核心的有功功率控制器產生虛擬同步機角度信息，以無功功率環PI調節器為核心的無功功率控制器產生虛擬同步機的電壓幅值信息，角度信息和幅值信息經Park反變換后調制驅動三相橋臂IGBT動作。

2.如權利要求1所述的準虛擬同步機控制方法，其特征在于：所述的控制方法具體步驟如下：

(1)通過鎖頻環獲取變流器輸出電壓的角度θ_g和幅值v_g；

(2)對電流采樣并使用變流器輸出電壓的角度θ_g進行等功率旋轉變換，得到有功電流i_d和無功電流i_q；

(3)通過步驟1、步驟2得到的電壓幅值v_g、有功電流i_d和無功電流i_q，計算有功功率P和無功功率Q，計算公式為：

P=1TPows+1vgid]]>

Q=-1TPows+1vgiq]]>

其中，T_Pow為一階低通濾波器時間常數，s為拉氏變換算子；

(4)使用下式求取頻率下垂有功功率P_droop和幅值下垂無功功率Q_droop：

P_droop＝D_p(ω_set-ω)

Q_droop＝D_q(v_set-v_g)

式中，D_p為頻率有功下垂系數，D_q為幅值無功下垂系數，ω_set為虛擬同步機額定角頻率，ω為虛擬同步機角頻率，v_set為虛擬同步機額定電壓幅值，v_g為步驟1中得到的變流器輸出電壓幅值；

(5)、使用下式計算有功功率偏差P_err和無功功率偏差Q_err：

P_err＝P_set+P_droop-P

Q_err＝Q_set+Q_droop-Q

其中，P_set為有功功率設定值，Q_set為無功功率設定值；

(6)有功功率偏差P_err除以虛擬同步機角頻率ω得到轉矩偏差T_err；

(7)轉矩偏差T_err作為有功調節器的輸入，有功調節器的輸出即為虛擬同步機角頻率ω，有功調節器的傳遞函數W_p(s)為：

Wp(s)=Kp+1Jps]]>

式中K_p為有功調節器的比例系數，J_p為有功調節器的積分時間常數，模擬虛擬同步機的轉動慣量，s為拉氏變換算子；

(8)無功調節器的功率偏差Q_err作為無功調節器的輸入，無功調節器的輸出即為虛擬同步機輸出電壓幅值e_s，無功調節器的傳遞函數W_q(s)為：

Wq(s)=Kq+1Jqs]]>

式中K_q為無功調節器的比例系數，J_q為無功調節器的積分時間常數，s為拉氏變換算子；

(9)虛擬同步機角度θ由虛擬同步機角頻率ω的積分運算獲得，公式為：

θ=ωs]]>

s為拉氏變換算子；

(10)將虛擬同步機輸出電壓幅值e_s使用虛擬同步機角度θ進行Park反變換，得到兩相靜止坐標系下的調制電壓，經調制后驅動變流器三相橋臂的IGBT開關動作。