[發(fā)明專利]一種用于對虛擬同步機(jī)進(jìn)行PQ解耦的仿真控制方法及系統(tǒng)

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201810236148.3
• 申請日: 2018-03-21
• 公開（公告）號: CN108448641A
• 公開（公告）日: 2018-08-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 唐釀;盛超;陳曉科;黃輝;黃明欣;陳迅;趙兵
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力科學(xué)研究院
• 主分類號: H02J3/40
• 分類號: H02J3/40;H02J3/48;H02J3/50
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 張春水;唐京橋

本發(fā)明公開了一種用于對虛擬同步機(jī)進(jìn)行PQ解耦的仿真控制方法，其特征在于，所述方法在逆變器的輸出線路上引入虛擬阻抗從而重塑逆變器的輸出阻抗，實(shí)現(xiàn)有功無功的解耦，具體包括：由虛擬同步機(jī)控制三相正弦波發(fā)生器確定參考電壓，并計算虛擬阻抗上的壓降；計算所述參考電壓和虛擬阻抗上的壓降的差值，并通過雙環(huán)控制電路控制LC濾波器的出口電壓跟蹤所述差值，在所述虛擬同步機(jī)中加入虛擬阻抗；引入虛擬阻抗后線路上的輸出阻抗為純感性，通過引入所述虛擬阻抗對逆變器的輸出阻抗進(jìn)行重塑實(shí)現(xiàn)有功無功的解耦。本發(fā)明通過虛擬阻抗重塑逆變器的輸出阻抗，改進(jìn)控制，解決了有功無功之間的耦合問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力控制技術(shù)領(lǐng)域，并且更具體地，涉及一種用于對虛擬 同步機(jī)進(jìn)行PQ解耦的仿真控制方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

在電力系統(tǒng)中，功率傳輸如圖1所示。其中，z＝j(luò)x，同時一般情況下， 功角差很小，即θ≈0,cosθ≈1，此時有功無功的表達(dá)式如下：

由上述公式可知，調(diào)節(jié)電壓相角可實(shí)現(xiàn)有功的控制，調(diào)節(jié)電壓差可實(shí) 現(xiàn)無功的控制。但微網(wǎng)電壓等級一般較低，而且線路的阻抗一般不是純感 性，即z＝r+jx。

此時有功無功的數(shù)學(xué)表達(dá)式如下：

由上述公式可知，DG輸出的有功無功之間存在耦合問題。虛擬阻抗可 以重塑逆變器的輸出阻抗，改進(jìn)控制，解決有功無功之間的耦合問題。但 具體如何引入虛擬阻抗，且不影響虛擬功率，是有待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種用于對虛擬同步機(jī)進(jìn)行PQ解耦的仿真控制方法及 系統(tǒng)，以解決如何實(shí)現(xiàn)對虛擬同步機(jī)進(jìn)行PQ解耦的仿真控制的問題。

為了解決上述問題，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種用于對虛擬同 步機(jī)進(jìn)行PQ解耦的仿真控制方法，其特征在于，所述方法在逆變器的輸出 線路上引入虛擬阻抗從而重塑逆變器的輸出阻抗，實(shí)現(xiàn)有功無功的解耦， 具體包括：

由虛擬同步機(jī)控制三相正弦波發(fā)生器確定參考電壓，并計算虛擬阻抗 上的壓降；

計算所述參考電壓和虛擬阻抗上的壓降的差值，并通過雙環(huán)控制電路 控制LC濾波器的出口電壓跟蹤所述差值，在所述虛擬同步機(jī)中加入虛擬阻 抗；

引入虛擬阻抗后線路上的輸出阻抗為純感性，通過引入所述虛擬阻抗 對逆變器的輸出阻抗進(jìn)行重塑實(shí)現(xiàn)有功無功的解耦。

優(yōu)選地，其中所述虛擬阻抗為虛擬電感或者虛擬負(fù)電阻。

優(yōu)選地，其中當(dāng)引入的虛擬阻抗為虛擬電感時，通過電壓差對逆變器 的實(shí)際出口的無功功率進(jìn)行控制。

優(yōu)選地，其中當(dāng)引入的虛擬阻抗為虛擬負(fù)電阻時，通過電壓差對逆變 器的實(shí)際出口的有功功率進(jìn)行控制。

優(yōu)選地，其中引入的虛擬阻抗為虛擬電感時，電感阻抗遠(yuǎn)大于電阻阻 抗。

優(yōu)選地，其中引入的虛擬阻抗為虛擬負(fù)電阻時，負(fù)電阻阻抗數(shù)值與線 路上的電阻負(fù)載數(shù)值相等。

優(yōu)選地，其中所述雙環(huán)控制電路，包括外環(huán)電壓控制和內(nèi)環(huán)電流控制， 在外環(huán)電壓控制和內(nèi)環(huán)電流控制的電壓跟蹤器中，在dq坐標(biāo)系下實(shí)現(xiàn)虛擬 阻抗的引入。

根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種用于對虛擬同步機(jī)進(jìn)行PQ解耦 的仿真控制系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)在逆變器的輸出線路上引入虛擬 阻抗從而重塑逆變器的輸出阻抗，實(shí)現(xiàn)有功無功的解耦，具體包括：

壓降計算單元，用于由虛擬同步機(jī)控制三相正弦波發(fā)生器確定參考電 壓，并計算虛擬阻抗上的壓降；