[發明專利]一種兼具諧波補償的負荷虛擬同步機控制裝置及方法

有效

• 申請號: 201910571234.4
• 申請日: 2019-06-28
• 公開（公告）號: CN110176787B
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發明（設計）人: 陳燕東;郭健;羅安;歐陽紅林;伍文華;周樂明;何志興;徐千鳴;戴瑜興;汪洪亮;李民英
• 申請（專利權）人: 廣東志成冠軍集團有限公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/01
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 馬強;王娟

1.一種兼具諧波補償的負荷虛擬同步機控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)采樣負荷虛擬同步機直流側的電壓U_dc，網側三相電流i_a、i_b和i_c和網側三相電壓u_ab、u_bc、u_ac；

2)由三相線電壓u_ab、u_bc計算三相相電壓u_a、u_b和u_c；

3)由網側三相電流i_a、i_b和i_c、網側三相相電壓u_a、u_b和u_c和瞬時功率理論，計算瞬時有功功率P_e、無功功率Q_e和網側電壓峰值V_peak；

4)由瞬時有功功率P_e計算負荷虛擬同步機的電磁轉矩T_e計算公式為T_e＝P_e/ω_n，其中，ω_n表示電網同步角速度；

5)對直流側電壓U_dc進行PI控制，得到負荷虛擬同步機的機械轉矩T_set，T_set＝(K_dcp+K_dci/s)(U_dc^*-U_dc)，其中，K_dcp直流側電壓的PI控制器的比例系數，K_dci表示PI控制器的積分系數；s表示拉普拉斯算子，s＝jω₀，j表示虛部單位；U_dc^*表示直流側電壓給定值；T_set表示負荷虛擬同步機的機械轉矩；

6)由T_set計算負荷虛擬同步機的相角其中，D_p表示阻尼系數；T_set表示負荷虛擬同步機的機械轉矩；

7)由網側電壓峰值V_peak和無功功率Q_e求出負荷虛擬同步機的輸出電壓幅值E_m，E_m＝(D_q(U_n-V_peak)+Q_set-Q_e)/(Ks)；其中，E_m表示負荷虛擬同步機的輸出電壓幅值；D_q表示無功-電壓下垂系數；U_n表示負荷虛擬同步機的極端電壓幅值額定值；K為勵磁調節系數；Q_set表示負荷虛擬同步機的無功指令值；Q_e表示負荷虛擬同步機的無功功率；

8)從網側電流i_a、i_b和i_c，提取諧波含量i_ah、i_bh和i_ch；

9)由負荷虛擬同步機的電壓幅值和相角，計算負荷虛擬同步機內環電壓的指令值

10)根據負荷虛擬同步機的電壓指令值和三相電流諧波瞬時值，計算電流指令的給定值

11)根據電流指令的給定值、三相電流的采樣值，做無差拍控制得到占空比ΔT為開關周期；L為濾波電感；d_A(k+1)，d_B(k+1)和d_C(k+1)表示當前控制周期下的占空比指令；U_dc為直流側的電壓；u_a(k)、u_b(k)和u_c(k)指的是存儲的上一控制周期下的采樣電壓；i_a*(k+1)、i_b*(k+1)和i_c*(k+1)是指當前控制周期的電流指令的給定值；i_a(k)、i_b(k)和i_c(k)為儲存的上一控制周期的電流信號；

12)根據占空比，控制負荷虛擬同步機中開關管的開斷。

2.根據權利要求1所述的兼具諧波補償的負荷虛擬同步機控制方法，其特征在于，步驟8)的具體實現過程為：將i_a、i_b和i_c通過park變換，得到dq旋轉坐標系下的分量i_d和i_q；i_d、i_q經LPF濾波后得到其基波分量i_df和i_df，最后將i_df和i_qf求逆park變換得三相電流信號的基波分量i_af、i_bf和i_cf；將檢測到的三相電流信號減去基波電流信號得到諧波電流信號i_ah、i_bh和i_ch。