[發明專利]一種非對稱工況下多臺虛擬同步機的負序環流抑制系統的控制方法

在審

• 申請號: 201910242380.2
• 申請日: 2019-03-28
• 公開（公告）號: CN110048451A
• 公開（公告）日: 2019-07-23
• 發明（設計）人: 李欣璇;周宇昊;張海珍;牟敏;劉麗麗
• 申請（專利權）人: 華電電力科學研究院有限公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/50
• 代理公司: 杭州天欣專利事務所(普通合伙) 33209
• 代理人: 馮新偉

本發明涉及一種非對稱工況下多臺虛擬同步機的負序環流抑制系統的控制方法，屬于能源電力領域。本發明中所述控制方法，包括以下步驟：（一）、設置多臺虛擬同步機并聯，且處于孤島運行模式下，通過虛擬同步機的逆變器雙閉環控制，以保證多臺虛擬同步機在孤島運行模式下自身維持穩定的能力；（二）、在正負序有效分離的基礎上，在電壓電流雙閉環控制中引入負序虛擬阻抗，實現抑制負序環流且提升電能質量的目標，優化系統在非對稱工況下的穩定運行能力。

技術領域

本發明涉及一種非對稱工況下多臺虛擬同步機的負序環流抑制系統的控制方法，屬于能源電力領域。

背景技術

在大力提倡可在生能源發展的今天，分布式能源(Distributed EnergyResources，DERs) 在能源系統中所占比例不斷增大，微電網(Microgrid，MG)的概念得以提出。

但在非對稱工況下，由于MG運行模式的多樣性會導致系統的電能質量問題趨于復雜。尤其當MG處于與主電源斷開的孤島模式下，其輸出電能質量受到其本身連接負荷的影響較大。在多臺運行的情況下，內部的單相負荷的接入以及連接線路參數的不完全匹配使得電能質量問題層出不窮。

有鑒于此，在申請號為201510980415.4的專利文獻中公開了三相不平衡下雙H橋MMC 結構的無功補償裝置及其控制方法。

綜上所述，在非對稱工況下，如何保證MG在孤島運行模式下靈活穩定運行，成為一個亟待解決的技術問題。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中存在的上述不足，而提供一種結構設計合理的非對稱工況下多臺虛擬同步機的負序環流抑制系統的控制方法。

本發明解決上述問題所采用的技術方案是：該非對稱工況下多臺虛擬同步機的負序環流抑制系統的控制方法，其特點在于：所述控制方法，包括以下步驟：

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

(二)、在正負序有效分離的基礎上，在負序控制環路中引入負序虛擬阻抗，通過合理地設置負序虛擬阻抗值，實現抑制負序環流且提升電能質量的目標，優化系統在非對稱工況下的穩定運行能力。

進一步地，逆變器采用虛擬同步機電壓電流雙閉環的控制方法如下：

(1)將采集的逆變器并網點電壓電流信號經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、轉速調節和勵磁調節；虛擬同步機本體控制、轉速調節和勵磁調節協調運作，實現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輸出的電壓值，當系統達到穩態時，輸入的功率P_m與采樣計算的實際功率P_e相等；

轉速調節方程如下：

P_m＝K_p(ω^*-ω)+P^*

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

勵磁調節方程如下：