[發明專利]一種提高虛擬同步機暫態功角穩定性的控制方法和系統

有效

• 申請號: 202011117523.6
• 申請日: 2020-10-19
• 公開（公告）號: CN112165107B
• 公開（公告）日: 2022-08-02
• 發明（設計）人: 鐘雪姣;朱東海;張艷;溫提亮;鄒旭東;康勇
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: H02J3/24
• 分類號: H02J3/24;H02J3/38
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 李智

1.一種提高虛擬同步機暫態功角穩定性的控制方法，其特征在于，包括：

S1.獲取虛擬同步機輸出有功功率P_vsg、無功功率Q_vsg；

S2.利用虛擬同步機輸出有功功率P_vsg控制橋臂電壓參考值的d軸分量；利用虛擬同步機輸出無功功率Q_vsg控制橋臂電壓參考值的q軸分量；步驟S2具體為，利用以下公式實現利用虛擬同步機輸出有功功率P_vsg控制橋臂電壓參考值的d軸分量；利用虛擬同步機輸出無功功率Q_vsg控制橋臂電壓參考值的q軸分量：

其中，分別為橋臂電壓參考值的d、q軸分量，V_c為電容電壓，L₁、r₁分別為逆變器側的濾波電感、寄生電阻，P_vsg、Q_vsg分別為虛擬同步機輸出的有功功率、無功功率，P_ref、Q_ref分別為輸出有功功率、無功功率的指令值，D_p、D_q、J_p、J_q分別為有功環下垂系數、無功環下垂系數、有功環虛擬慣性系數、無功環虛擬慣性系數，ω_f為坐標系旋轉頻率；

S3.將橋臂電壓參考值的d、q軸分量減去逆變器側濾波阻抗壓降，得到電容電壓參考值的d、q軸分量；

S4.根據電容電壓參考值的d、q軸分量，通過電壓電流雙環獲得電流環輸出的調制電壓矢量，并通過空間矢量脈寬調制來控制逆變器功率器件的開通與關斷。

2.根據權利要求1所述的一種提高虛擬同步機暫態功角穩定性的控制方法，其特征在于，步驟S3具體為，利用以下公式將橋臂電壓參考值的d、q軸分量減去逆變器側濾波阻抗壓降，得到電容電壓參考值的d、q軸分量：

其中，分別為電容電壓參考值的d、q軸分量，z₁為逆變器側的濾波阻抗幅值，θ_z1為逆變器側濾波阻抗的阻抗角，i_ld、i_lq分別為逆變器側電流的d、q軸分量。

3.根據權利要求1或2所述的一種提高虛擬同步機暫態功角穩定性的控制方法，其特征在于，步驟S1具體包括：

通過電壓互感器獲取三相輸出電容電壓V_{c_abc}，通過電流互感器獲取三相網側電感電流i_{o_abc}和三相逆變器側電感電流i_{l_abc}；

根據獲得的三相輸出電容電壓V_{c_abc}、三相網側電感電流i_{o_abc}、三相逆變器側電感電流i_{l_abc}及計算得到的輸出電壓的相角θ_c，通過派克變換獲得電容電壓d、q軸分量V_cd、V_cq和網側電感電流d、q軸分量i_od、i_oq；

通過公式計算得到虛擬同步機輸出有功功率P_vsg、無功功率Q_vsg。