[發明專利]一種用于混合微電網MMC互聯變換器的虛擬同步機控制方法

在審

• 申請號: 202011099062.4
• 申請日: 2020-10-14
• 公開（公告）號: CN112260330A
• 公開（公告）日: 2021-01-22
• 發明（設計）人: 馮仰敏;楊明偉;楊沛豪;王羚宇;寇水潮;劉崗;韓毅;常洋濤;楊洋
• 申請（專利權）人: 西安熱工研究院有限公司
• 主分類號: H02J5/00
• 分類號: H02J5/00;H02J3/36;H02J3/24;H02J3/46
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 閔岳峰

1.一種用于混合微電網MMC互聯變換器的虛擬同步機控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)以交直流混合微電網MMC互聯變換器交流側角度出發，得到電壓方程；

2)根據步驟1)MMC互聯變換器交流側電壓方程，建立MMC互聯變換器功率傳輸方程，并進行化簡；

3)建立步驟2)MMC互聯變換器功率傳輸方程中于功角與MMC互聯變換器運行模式關系；

4)建立交流微電網下垂控制、直流微電網下垂控制模型；

5)通過在MMC互聯變換器控制系統注入同步機特性，得到MMC互聯變換器單相功率傳輸虛擬同步機控制機械方程和無功勵磁控制方程；

6)根據步驟4)交流微電網下垂控制、直流微電網下垂控制模型中有功出力調節量相同，建立與MMC互聯變換器功率調節量關系式；

7)將步驟6)中交流微電網下垂控制有功出力調節量分解為穩態功率變化量、瞬時功率變化量；直流微電網下垂控制模型有功出力調節量分解為穩態功率變化量、動態功率變化量；

8)根據步驟6)有功出力調節量與MMC互聯變換器功率調節量關系和步驟4)交流微電網下垂控制、直流微電網下垂控制模型得到交直流混合微電網MMC互聯變換器交流頻率-直流電壓控制表達式。

2.根據權利要求1所述的一種用于混合微電網MMC互聯變換器的虛擬同步機控制方法，其特征在于，步驟1)以交直流混合微電網MMC互聯變換器交流側角度出發，得到電壓方程，

其中：為交流電網電壓e₀對應的矢量；為MMC互聯變換器交流側電壓U_ac對應的矢量；為交流電網電流i₀對應的矢量。

3.根據權利要求2所述的一種用于混合微電網MMC互聯變換器的虛擬同步機控制方法，其特征在于，步驟2)的具體實現方法為：根據步驟1)MMC互聯變換器交流側電壓方程，建立MMC互聯變換器功率傳輸方程：

其中：R_f、X_f為濾波電路電阻值及感抗；δ為交流電網電壓矢量與MMC互聯變換器交流側電壓矢量之間的相角差；MMC互聯變換器，滿足R_f＜＜X_f，則MMC互聯變換器功率傳輸方程可簡化為：

4.根據權利要求3所述的一種用于混合微電網MMC互聯變換器的虛擬同步機控制方法，其特征在于，步驟3)的具體實現方法為：建立步驟2)MMC互聯變換器功率傳輸方程中于功角與MMC互聯變換器運行模式關系，MMC互聯變換器交流側電壓方程、功率傳輸方程分別可類比于同步電機的電壓方程、功率方程；交流電網電壓e₀可類比于同步電機電樞電動勢；MMC互聯變換器交流側電壓U_ac可類比于同步電機端電壓；同步電機根據電樞電動勢和端電壓相角差的正負，即，作為電動機或者發電機；同樣，在交直流混合微電網MMC互聯變換器控制系統中，通過控制δ正負，實現功率雙向流動；當δ＞0，超前MMC互聯變換器運行于逆變模式，功率由直流微電網向交流微電網傳輸；當δ＜0，滯后MMC互聯變換器運行于整流模式，功率由交流微電網向直流微電網傳輸；當δ＝0，與同相位，交流微電網、直流微電網之間無功率交換。