[發明專利]一種虛擬同步發電機故障穿越控制方法

有效

• 申請號: 201811522759.0
• 申請日: 2018-12-13
• 公開（公告）號: CN109861308B
• 公開（公告）日: 2020-06-26
• 發明（設計）人: 鈕小雨;姜影
• 申請（專利權）人: 合肥東徽欣能電氣科技有限公司
• 主分類號: H02J3/48
• 分類號: H02J3/48;H02J3/50;H02J3/42
• 代理公司: 合肥中谷知識產權代理事務所(普通合伙) 34146
• 代理人: 洪玲

本發明涉及一種虛擬同步發電機故障穿越控制方法，涉及虛擬同步發電機技術領域，該方法采用具有回差特性的故障狀態判斷環節和逐波限流控制模塊，最終生成最終開關管的PWM調制信號U_a^*,U_b^*,U_c^*，使得故障運行時不需要進行電流環與電壓環的切換，保證了控制環路控制的連續性；同時，逐波限流的快速性與外環指令切換控制方案相結合，既能抑制瞬態過電流，又能保障在故障過程中的電壓和電流波形指令。

技術領域

本發明屬于虛擬同步發電機技術領域，具體涉及一種虛擬同步發電機故障穿越控制方法。

背景技術

傳統電力系統中，同步發電機組以其過載能力強，轉動慣量大等因素，在維持系統故障下的穩定性方面起著關鍵作用。而能模擬或者部分模擬Genset頻率電壓控制特性的電力電子電源裝置就被稱為虛擬同步發電機(Virtual Synchronous Generator，VSG)。然而與傳統的同步發電機組相比，基于VSG技術的電力電子裝置過流能力較弱，缺乏慣性。因而隨著以電力電子裝置為接口的分布式電源在電網系統中的廣泛應用，其故障下的穩定性問題日趨嚴重。

針對上述問題，國內外的專家學者們提出了一些方法，主要有：

題為“計及虛擬同步機飽和特性的對稱故障暫態控制方法”的中國發明專利申請說明書(CN108376998A)給出了一種計及虛擬同步機飽和特性的對稱故障控制方法，并設置了電流限幅值，然而電流閉環PI控制以及限幅值使得系統并聯時穩定性降低，且無法抑制瞬態過電流，不利于故障運行，另外此專利沒有提及對稱故障時的無功功率補償問題。

題為“抑制故障瞬時沖擊電流型虛擬同步逆變器及其控制方法”的中國發明專利申請說明書(CN106655272A)公開的技術方案中，采用傳統虛擬同步逆變控制與滯環控制相切換的方法，控制方法復雜，且沒有給出故障時的無功功率補償問題。

題為“一種基于虛擬同步發電機故障穿越控制方法及系統”的中國發明專利申請說明書(CN107994603A)采用傳統虛擬同步控制與恒流源控制相切換的方法，無法抑制瞬態過電流，且控制方法復雜。

總之，現有VSG故障控制方法需要在VSG控制模式與恒流源控制模式之間進行切換，控制方法復雜，且傳統虛擬同步逆變控制中的電流環控制具有飽和特性，不利于系統穩定性。

發明內容

本發明的目的就在于為了解決上述問題，提供了一種虛擬同步發電機故障穿越控制方法，以解決現有虛擬同步發電機故障狀態下電流環與電壓環切換時，故障控制方法復雜，系統穩定性不強等技術問題。

本發明通過以下技術方案來實現上述目的：

本發明提供了一種虛擬同步發電機故障穿越控制方法，包括以下步驟：

步驟1.采樣、坐標變換

采集虛擬同步發電機濾波電容電壓U_cm＝{u_ca,u_cb,u_cc}，虛擬同步發電機橋臂側電感電流I_Lm＝{i_La,i_Lb,i_Lc},虛擬同步發電機輸出電流I_om＝{i_oa,i_ob,i_oc},虛擬同步發電機公共連接點電壓E_m＝{e_a,e_b,e_c}；