[發(fā)明專利]基于慣量和虛擬阻抗協(xié)同自適應的VSG控制方法

有效

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• 申請日: 2020-06-09
• 公開（公告）號: CN111756054B
• 公開（公告）日: 2023-10-10
• 發(fā)明（設計）人: 任明煒;李通;施凱;徐培鳳;孫宇新
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: H02J3/24
• 分類號: H02J3/24;H02J3/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.基于慣量和虛擬阻抗協(xié)同自適應的VSG控制方法，其特征在于，通過引入給定功率變化比例K_P，將角頻率的偏移量Δω作為慣量是否切換的判斷依據，結合K_P的值選擇相應的慣量，進而實現慣量的自適應調節(jié)；

根據閾值判定角頻率變化率是否超出設定范圍自適應調節(jié)虛擬阻抗，通過虛擬阻抗角的自適應改變加速VSG系統(tǒng)的頻率調節(jié)，提高VSG的穩(wěn)定性。

2.根據權利要求1所述的基于慣量和虛擬阻抗協(xié)同自適應的VSG控制方法，其特征在于，所述慣量自適應調節(jié)的方法為：

設定VSG輸出虛擬角頻率的閾值C₁，根據角頻率的偏移量Δω與閾值C₁之間的關系作為慣量是否切換的判斷依據，結合K_P的值選擇相應的慣量，得到慣量的自適應公式：

其中，J是自適應調節(jié)后的慣量，J₀為VSG正常并網運行時的慣量；K_J為慣量變化敏感系數；|K_P|為給定功率變化比例的絕對值；t為時間變量，ω為VSG輸出虛擬角頻率；偏移量Δω＝ω-ω_N，ω_N為額定角頻率；C₁為VSG輸出虛擬角頻率的閾值。

3.根據權利要求2所述的基于慣量和虛擬阻抗協(xié)同自適應的VSG控制方法，其特征在于，所述慣量變化敏感系數表示為：

采用慣量變化敏感系數K_J緩沖dω/dt的變化趨勢，(dω/dt)_max為dω/dt的上限值，J_max是J的穩(wěn)定上限，P₀為有功功率的容量值。

4.根據權利要求1所述的基于慣量和虛擬阻抗協(xié)同自適應的VSG控制方法，其特征在于，所述虛擬阻抗的自適應調節(jié)方法包括三級判斷，分別是：

第一級判斷根據角頻率變化比例三次方大小，為虛擬阻抗的補償量設計正值和負值；

第二級判斷根據ΔP的正負，決定虛擬阻抗的補償量的正負值；

第三級判斷根據角頻率的變化量信號與VSG的并網信號決定是否對虛擬阻抗進行補償。

5.根據權利要求4所述的基于慣量和虛擬阻抗協(xié)同自適應的VSG控制方法，其特征在于，第一級判斷中，對可變權重分母取正值，使虛擬阻抗的補償量可以根據ω變化自動調節(jié)正負、大小；通過α調節(jié)可變權重對虛擬阻抗的影響，避免虛擬阻抗的補償量的過補償。

6.根據權利要求4所述的基于慣量和虛擬阻抗協(xié)同自適應的VSG控制方法，其特征在于，第二級判斷中，滿足K_P≠0、ΔP0時，即P_e從初始值變化，未追蹤到P_set時，補償負的虛擬阻抗的補償量，加快VSG輸出功率的增加速度；滿足K_P＝0、ΔP0時，即P_e從初始值變化，逐漸減小而偏離P_set時，補償正的虛擬阻抗的補償量，減緩VSG輸出功率的增加速度；滿足K_P≠0、ΔP0時，即P_e追蹤到P_set時，由于慣性，P_e繼續(xù)增大時，補償正的虛擬阻抗的補償量，加快VSG輸出功率的減小速度；滿足K_P＝0、ΔP0時,即P_e恢復到P_set時，由于慣性，P_e繼續(xù)增大時，補償負的虛擬阻抗的補償量，減緩VSG輸出功率的增加速度，其中，P_set為初始給定有功功率；P’_set為擾動時的給定有功功率，ΔP是P_set與P_e的差值。

7.根據權利要求4所述的基于慣量和虛擬阻抗協(xié)同自適應的VSG控制方法，其特征在于，第三級判斷是通過設定角頻率變化閾值，當角頻率變化量超過閾值時，觸發(fā)角頻率變化量信號，允許補償虛擬阻抗，同時考慮并網信號，防止VSG啟動階段進行頻率調節(jié)時誤觸發(fā)允許補償虛擬阻抗信號。