[發(fā)明專利]一種非對稱工況下多臺虛擬同步機的負序環(huán)流抑制系統(tǒng)的控制方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910242380.2
• 申請日: 2019-03-28
• 公開（公告）號: CN110048451A
• 公開（公告）日: 2019-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李欣璇;周宇昊;張海珍;牟敏;劉麗麗
• 申請（專利權(quán)）人: 華電電力科學(xué)研究院有限公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/50
• 代理公司: 杭州天欣專利事務(wù)所(普通合伙) 33209
• 代理人: 馮新偉

1.一種非對稱工況下多臺虛擬同步機的負序環(huán)流抑制系統(tǒng)的控制方法，其特征在于：所述控制方法，包括以下步驟：

(一)、設(shè)置多臺虛擬同步機并聯(lián)，且處于孤島運行模式下，通過虛擬同步機的逆變器雙閉環(huán)控制，以保證多臺虛擬同步機在孤島運行模式下自身維持穩(wěn)定的能力；

(二)、在正負序有效分離的基礎(chǔ)上，在負序控制環(huán)路中引入負序虛擬阻抗，通過合理地設(shè)置負序虛擬阻抗值，實現(xiàn)抑制負序環(huán)流且提升電能質(zhì)量的目標，優(yōu)化系統(tǒng)在非對稱工況下的穩(wěn)定運行能力。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非對稱工況下多臺虛擬同步機的負序環(huán)流抑制系統(tǒng)的控制方法，其特征在于：逆變器采用虛擬同步機電壓電流雙閉環(huán)的控制方法如下：

(1)將采集的逆變器并網(wǎng)點電壓電流信號經(jīng)過功率計算引入虛擬同步機控制模塊；

采用的虛擬同步機控制模塊包括，虛擬同步機本體控制、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)和勵磁調(diào)節(jié)；虛擬同步機本體控制、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)和勵磁調(diào)節(jié)協(xié)調(diào)運作，實現(xiàn)逆變器輸出信號模擬同步機的特性；

虛擬同步機本體控制方程如下：

其中，J_v(kg/m²)表示虛擬慣性值，D_v表示虛擬阻尼因子，E₀表示的反電動勢幅值與系統(tǒng)輸出的電壓值，當系統(tǒng)達到穩(wěn)態(tài)時，輸入的功率P_m與采樣計算的實際功率P_e相等；

轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)方程如下：

P_m＝K_p(ω^*-ω)+P^*

其中，P^*表示設(shè)定的有功功率給定值，K_p表示下垂功頻系數(shù)，ω^*表示設(shè)定的系統(tǒng)空載頻率給定值；

勵磁調(diào)節(jié)方程如下：

E_o＝K_q(Q_e-Q^*)-U^*

其中，Q^*表示設(shè)定的無功功率的給定值，Q_o表示采樣計算的實際的無功功率，U^*表示設(shè)定的輸出電壓的給定值，K_q表示下垂電壓系數(shù)；

(2)經(jīng)過虛擬同步機控制模塊調(diào)節(jié)后的電壓值輸入后續(xù)的電壓電流雙閉環(huán)控制模塊；

(3)在正負序有效分離的基礎(chǔ)上，在負序控制環(huán)路中引入負序虛擬阻抗；

其中，Z^N_o(s)表示未引入負序虛擬阻抗時逆變器輸出阻抗，G(s)表示輸出電壓與輸出電流之間的傳遞函數(shù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非對稱工況下多臺虛擬同步機的負序環(huán)流抑制系統(tǒng)的控制方法，其特征在于：將慣量與阻尼引入控制中，使得系統(tǒng)內(nèi)整體的慣性水平上升，從而提升了系統(tǒng)的穩(wěn)定效應(yīng)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非對稱工況下多臺虛擬同步機的負序環(huán)流抑制系統(tǒng)的控制方法，其特征在于：經(jīng)過電壓環(huán)的調(diào)節(jié)，實現(xiàn)對輸出電壓值的跟蹤；經(jīng)過電流環(huán)的調(diào)節(jié)，實現(xiàn)系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)速度的提升。