[發(fā)明專利]一種擴大虛擬同步機容量的實現(xiàn)方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201811382298.1
• 申請日: 2018-11-20
• 公開（公告）號: CN109193796A
• 公開（公告）日: 2019-01-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 杜輝
• 申請（專利權(quán)）人: 天合光能股份有限公司
• 主分類號: H02J3/40
• 分類號: H02J3/40
• 代理公司: 浙江永鼎律師事務(wù)所 33233
• 代理人: 郭小麗

本發(fā)明屬于電子電力技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種擴大虛擬同步機容量的實現(xiàn)方法，包括以下步驟：在并網(wǎng)狀態(tài)下，獲取虛擬同步機的阻抗計算方程、有功功率計算方程、無功功率計算方程、機械輸入功率計算方程、功角計算方程、電壓?無功功率下垂控制方程和參考電流計算方程；根據(jù)上述計算方程之間的對應(yīng)關(guān)系，以使虛擬同步機的有功功率和無功功率擴大N倍，并對虛擬同步機的功角、端電壓以及電流調(diào)制波進行標幺化；其中，N為正整數(shù)。本發(fā)明的擴大虛擬同步機容量的實現(xiàn)方法，通過調(diào)整各計算方程中的涉及的參數(shù)，使得虛擬同步機的有功功率和無功功率擴大，減少了電池組、DC/DC、DC/AC電路使用個數(shù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電子電力技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種擴大虛擬同步機容量的實現(xiàn)方法。

背景技術(shù)

分布式電源(Distributed Generation，DG)可提高電力系統(tǒng)的安全性和可靠性，近年掀起了世界性的研究熱潮。隨著分布式能源在電力系統(tǒng)中滲透率不斷增加的同時，也給電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行帶來新的影響與挑戰(zhàn)。

基于虛擬同步發(fā)電機(virtual synchronous generator，VSG)的微電網(wǎng)逆變器通過模擬同步發(fā)電機的特性實現(xiàn)并網(wǎng)控制，與傳統(tǒng)控制方式相比，VSG能夠提高DG與大電網(wǎng)的兼容性和穩(wěn)定性，能夠適應(yīng)系統(tǒng)多種運行模式。大容量集中式虛擬同步機主要采用多機并聯(lián)的方式，但由于并聯(lián)控制采用的分散控制方式輸出一致性和響應(yīng)時間等達不到系統(tǒng)要求，因此，研究一種擴大虛擬同步機容量的實現(xiàn)方法至關(guān)重要。

現(xiàn)有的大容量虛擬同步機實現(xiàn)方法主要通過功率單元級聯(lián)的方式實現(xiàn)虛擬同步機容量的擴大，例如，公開號為CN105932719A的專利文獻公開了一種級聯(lián)式高壓大容量儲能虛擬同步機系統(tǒng)；或者，通過將N組電池組、N組DC/DC電路并聯(lián)連接直流母線，通過一組或多組DC/AC電路并聯(lián)接入變壓器的方式實現(xiàn)虛擬同步機容量的擴大，例如，公開號為CN106849141A的專利文獻公開了一種大容量集中式虛擬同步機控制方法?，F(xiàn)有實現(xiàn)方法主要通過增加電池組、DC/DC電路、DC/AC電路數(shù)量的方法來實現(xiàn)虛擬同步機容量的擴大，增加了成本，且N組電池并聯(lián)使用容易存在充電不均衡、產(chǎn)生內(nèi)環(huán)電流等缺點。

發(fā)明內(nèi)容

基于現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，本發(fā)明提供一種擴大虛擬同步機容量的實現(xiàn)方法。

為了達到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種擴大虛擬同步機容量的實現(xiàn)方法，包括以下步驟：

在并網(wǎng)狀態(tài)下，獲取虛擬同步機的阻抗計算方程、有功功率計算方程、無功功率計算方程、機械輸入功率計算方程、功角計算方程、電壓-無功功率下垂控制方程和參考電流計算方程；

根據(jù)虛擬同步機的阻抗計算方程、有功功率計算方程、無功功率計算方程、機械輸入功率計算方程、功角計算方程、電壓-無功功率下垂控制方程以及參考電流計算方程之間的對應(yīng)關(guān)系，以使虛擬同步機的有功功率和無功功率擴大N倍，并對虛擬同步機的功角、端電壓以及PWM調(diào)制波進行標幺化；其中，N為正整數(shù)。

作為優(yōu)選方案，所述虛擬同步機的阻抗計算方程根據(jù)虛擬同步機等效模型獲得，所述阻抗計算方程為：

其中，Z為阻抗，R₁為濾波內(nèi)阻，j為虛數(shù)單位，X為電抗，w為角頻率，L₁為濾波電感，C為濾波電容。

作為優(yōu)選方案，所述虛擬同步機等效模型的獲取方式為：以交流母線電壓為參考值，基于虛擬同步機的功角關(guān)系輸出虛擬同步機等效模型。

作為優(yōu)選方案，所述虛擬同步機的有功功率計算方程和無功功率計算方程通過虛擬同步機的復功率計算方程計算得到。

作為優(yōu)選方案，所述虛擬同步機的復功率計算方程為：