[發明專利]一種基于虛擬同步發電機的電壓控制方法和裝置

有效

• 申請號: 202010614272.6
• 申請日: 2020-06-30
• 公開（公告）號: CN111725843B
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發明（設計）人: 謝志文;唐釀;陳璐寒;黃明欣;黃輝;曾杰
• 申請（專利權）人: 廣東電網有限責任公司電力科學研究院
• 主分類號: H02J3/40
• 分類號: H02J3/40;H02P9/14;H02P103/20
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 黃忠

本申請公開了一種基于虛擬同步發電機的電壓控制方法和裝置，其中方法包括：獲取虛擬同步發電機輸出的d軸電流指令值；獲取輸電系統的直流電壓，并將直流電壓分別與預置電壓區間的上限值和下限值進行比較，得到比較結果；根據比較結果通過比例積分控制器，計算得到第一電流值；對第一電流值和d軸電流指令值進行求和運算，得到第二電流值；根據第二電流值對虛擬同步發電機進行調節得到標準電壓，標準電壓為預置電壓區間中的任意一個電壓值，現有在電壓偏差達到所設置的裕度值時，仍然需要一定的“退飽和”時間，即切換時間，而此時系統的直流電壓是不受控制的，導致電壓波動較大，降低了系統穩定性的技術問題。

技術領域

本申請涉及電力系統技術領域，尤其涉及一種基于虛擬同步發電機的電壓控制方法和裝置。

背景技術

隨著能源危機和環境問題的日益突出，分布式發電技術受到越來越多的關注，并網逆變器作為分布式電源與微電網的紐帶，其運行特性得到了廣泛研究。常規并網逆變器影響速度快，幾乎沒有轉動慣量，難以參與電網調節，無法為含分布式電源的主動配電網提供必要的電壓和頻率支撐，更無法為穩定性相對較差的微電網提供必要的阻尼作用。虛擬同步發電機技術通過控制策略模擬同步發電機工作原理，使得電力電子變流器能夠像同步發電機一樣為系統提供慣性和阻尼。

現有將虛擬同步發電機與經典的二階電壓偏差控制相結合，有效提高了系統的頻率穩定性，但在電壓偏差達到所設置的裕度值時，仍然需要一定的“退飽和”時間，即切換時間，而此時系統的直流電壓是不受控制的，導致電壓波動較大，降低了系統穩定性。

發明內容

本申請提供了一種基于虛擬同步發電機的電壓控制方法和裝置，用于解決現有將虛擬同步發電機與經典的二階電壓偏差控制相結合，在電壓偏差達到所設置的裕度值時，仍然需要一定的“退飽和”時間，即切換時間，而此時系統的直流電壓是不受控制的，導致電壓波動較大，降低了系統穩定性的技術問題。

有鑒于此，本申請第一方面提供了一種基于虛擬同步發電機的電壓控制方法，包括：

獲取虛擬同步發電機輸出的d軸電流指令值；

獲取輸電系統的直流電壓，并將所述直流電壓分別與預置電壓區間的上限值和下限值進行比較，得到比較結果；

根據所述比較結果通過比例積分控制器，計算得到第一電流值；

對所述第一電流值和所述d軸電流指令值進行求和運算，得到第二電流值；

根據所述第二電流值對所述虛擬同步發電機進行調節得到標準電壓，所述標準電壓為所述預置電壓區間中的任意一個電壓值。

可選地，所述獲取虛擬同步發電機輸出的d軸電流指令值，包括：

獲取虛擬同步發電機輸出的三相電流指令值，通過預置的相角對所述三相電流指令值進行旋轉坐標變換得到d軸電流指令值。

可選地，所述比較結果為所述直流電壓大于所述預置電壓區間的上限值；

所述根據所述比較結果通過比例積分控制器，計算得到第一電流值，包括：

根據所述直流電壓和所述預置電壓區間的上限值的第一差值，通過比例積分控制器的第一計算公式計算得到第一電流值；

所述第一計算公式為：

其中，Δi_h為所述第一電流值，u_dc為所述直流電壓，k_p和k_i為比例積分控制器的參數，為高壓閾值。

可選地，所述比較結果為所述直流電壓小于所述預置電壓區間的下限值；

所述根據所述比較結果通過比例積分控制器，計算得到第一電流值，包括：