[發(fā)明專利]基于慣量和阻尼自適應(yīng)的虛擬同步發(fā)電機(jī)控制方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011618816.2
• 申請(qǐng)日: 2020-12-31
• 公開（公告）號(hào): CN112821445A
• 公開（公告）日: 2021-05-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 程天琪;陳鳴慧;李建勇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國礦業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): H02J3/38
• 分類號(hào): H02J3/38;H02M7/42;H02M7/48;H02M7/493
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.基于慣量和阻尼自適應(yīng)的虛擬同步發(fā)電機(jī)控制方法，其特征在于：包括以下三個(gè)步驟：

步驟1：建立虛擬同步發(fā)電機(jī)的逆變器控制模型，得到逆變器的輸出角頻率變化率與慣量J和阻尼D間的關(guān)系；

步驟2：虛擬同步發(fā)電機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)的慣量J₀和阻尼D₀按照“最優(yōu)二階系統(tǒng)”的方法整定，利用自然震蕩角頻率ω_n和阻尼ξ來確定慣量和阻尼的變化范圍；

步驟3：分別建立慣量J和阻尼D與角頻率變化率之間的自適應(yīng)關(guān)系。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于慣量和阻尼自適應(yīng)的虛擬同步發(fā)電機(jī)控制方法，其特征在于：所述步驟1中，虛擬同步機(jī)的數(shù)學(xué)模型為其中P_m為機(jī)械功率，P_e為電磁功率，J為慣量，D為阻尼，ω₀和ω分別為額定角頻率和實(shí)際運(yùn)行角頻率；虛擬同步機(jī)的機(jī)械功率P_m由給定頻率P_ref和頻率偏差Δω構(gòu)成：P_m＝P_ref+KΔω＝P_ref+K(ω-ω₀)；虛擬同步發(fā)電機(jī)給定的電壓幅值E由如下公式得到：E＝E₀+K_q(Q_ref-Q)+K_v(V_ref-V)，式中，E₀為虛擬同步發(fā)電機(jī)的空載電動(dòng)勢(shì)，Q_ref和Q分別為給定無功功率和無功功率的實(shí)際值，U_ref和U分別為機(jī)端電壓的額定值和實(shí)際值，K_q和K_v分別為無功功率調(diào)節(jié)系數(shù)和電壓調(diào)節(jié)系數(shù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于慣量和阻尼自適應(yīng)的虛擬同步發(fā)電機(jī)控制方法，其特征在于：慣量J和阻尼D與角頻率變化率之間的自適應(yīng)公式為：其中N為閾值，K_d與K_j的正負(fù)與向正負(fù)符號(hào)相同。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于慣量和阻尼自適應(yīng)的虛擬同步發(fā)電機(jī)控制方法，其特征在于：所述的步驟3中，當(dāng)時(shí)，系統(tǒng)頻率處于加速階段，此時(shí)應(yīng)增大慣量以減小角頻率的超調(diào)量，然而在轉(zhuǎn)子加速過程中大的慣量雖然能提高抗擾性，但也會(huì)減緩響應(yīng)速度，所以此階段應(yīng)同時(shí)適當(dāng)減小阻尼來提高系統(tǒng)響應(yīng)速度。