[發(fā)明專利]一種基于虛擬同步機理的逆變器無功控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810220938.2
• 申請日: 2018-03-16
• 公開（公告）號: CN108521130B
• 公開（公告）日: 2020-09-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳跨宇;房樂;張興;李旭;盧岑岑;沈軼君;劉為群;熊鴻韜;盧嘉華;陸海清;樓伯良;黃弘揚;張建承;丁勇;石祥建
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)浙江省電力有限公司電力科學研究院;國家電網(wǎng)公司;南京南瑞繼保工程技術(shù)有限公司
• 主分類號: H02J3/18
• 分類號: H02J3/18;H02J3/16;H02J3/38
• 代理公司: 浙江翔隆專利事務(wù)所(普通合伙) 33206
• 代理人: 張建青

1.一種基于虛擬同步機理的逆變器無功控制方法，該方法采用的模塊包括低電壓穿越LVRT控制模塊和無功控制模塊，其特征在于，無功控制方式分為三種，即無功控制模式、電壓控制模式和低電壓穿越控制模式，三者相互獨立且切換控制：

當?shù)碗妷捍┰絃VRT控制模塊監(jiān)測到并網(wǎng)點電壓正常時，無功控制模塊控制逆變器輸出無功為設(shè)定值；當?shù)碗妷捍┰絃VRT控制模塊監(jiān)測到并網(wǎng)點電壓跌落時，無功控制模塊控制并網(wǎng)點電壓為設(shè)定值，阻止或減緩電壓跌落；當?shù)碗妷捍┰絃VRT控制模塊監(jiān)測到并網(wǎng)點電壓繼續(xù)跌落時，將逆變器切換至低電壓穿越控制模式；

所述的無功控制模式如下：并網(wǎng)點電壓正常時，無功控制模塊按照虛擬同步機理，對逆變器輸出無功功率進行控制，即：無功參考值Q_ref減去無功實際值Q，乘以無功調(diào)節(jié)系數(shù)n，再加上電壓初始值U₀，得到無功控制模塊的電壓參考值U_ref，即：U_ref＝U₀+n(Q_ref-Q)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于虛擬同步機理的逆變器無功控制方法，其特征在于，所述的低電壓穿越LVRT控制模塊用于實時監(jiān)測并網(wǎng)點電壓跌落情況，并能夠產(chǎn)生三種并網(wǎng)點電壓跌落標志，用于控制逆變器工作模式：當并網(wǎng)點電壓大于等于設(shè)定的跌落閾值時，低電壓穿越LVRT控制模塊控制逆變器工作于無功控制模式；當并網(wǎng)點電壓小于設(shè)定的跌落閾值時，低電壓穿越LVRT控制模塊控制逆變器工作于電壓控制模式；當并網(wǎng)點電壓小于等于90％額定電壓時，低電壓穿越LVRT控制模塊控制逆變器進行低電壓穿越。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于虛擬同步機理的逆變器無功控制方法，其特征在于，所述的電壓控制模式如下：采用一個PI調(diào)節(jié)器，當并網(wǎng)點電壓跌落至閾值U_X時，無功控制模塊疊加控制電壓調(diào)節(jié)部分：并網(wǎng)點電壓U_T減去U_X，所得誤差進入該PI調(diào)節(jié)器進行計算，最終結(jié)果再疊加到上述無功控制模式中，即其中k_p為PI調(diào)節(jié)器比例系數(shù)，k_i為PI調(diào)節(jié)器積分系數(shù)，s為拉普拉斯變換中的復(fù)變量。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于虛擬同步機理的逆變器無功控制方法，其特征在于，所述的低電壓穿越控制模式如下：低電壓穿越時，低電壓穿越LVRT控制模塊設(shè)定有功電流為0，以獲得最大無功輸出能力；設(shè)定無功電流跟隨并網(wǎng)點電壓線性變化，電壓跌落越深，無功電流越大，無功電流最大不超過1.05倍的額定電流。

5.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的基于虛擬同步機理的逆變器無功控制方法，其特征在于，無功調(diào)節(jié)系數(shù)n為變參數(shù)控制，以減小無功振蕩，抑制無功超調(diào)：當無功實際值Q逐漸靠近無功參考值Q_ref時，無功調(diào)節(jié)系數(shù)n逐漸減小，即：n＝k·|Q_ref-Q|+n₀，其中k為無功調(diào)節(jié)系數(shù)增益，n₀為無功調(diào)節(jié)系數(shù)的初始值。