[發明專利]儲能VSG前級功率變換系統輸出電壓PI參數設計方法有效
| 申請號： | 202110410738.5 | 申請日： | 2021-04-14 |
| 公開（公告）號： | CN113162086B | 公開（公告）日： | 2021-11-16 |
| 發明（設計）人： | 秦嶺;高娟;錢天泓;許興;王亞芳;田民;周磊;段冰瑩;沈家鵬 | 申請（專利權）人： | 南通大學 |
| 主分類號： | H02J3/32 | 分類號： | H02J3/32;H02J3/38;H02J3/24 |
| 代理公司： | 暫無信息 | 代理人： | 暫無信息 |
| 地址： | 226019*** | 國省代碼： | 江蘇;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | vsg 功率 變換 系統 輸出 電壓 pi 參數 設計 方法 | ||
1.一種儲能VSG前級功率變換系統輸出電壓PI參數設計方法，所述輸出電壓PI參數用于分體式儲能虛擬同步發電機的前級功率變換系統的輸出電壓PI控制器，所述前級功率變換系統采用平均電流控制，所述分體式儲能虛擬同步發電機的后級為采用虛擬同步發電機控制的三相電壓源型并網逆變器，所述輸出電壓PI控制器參數包括比例系數kp1和積分系數ki1，其特征在于，包括以下步驟：
S1.將分體式儲能虛擬同步發電機的后級等效視為理想電流源型負載，獲得所述前級功率變換系統的輸出電壓控制系統的閉環傳遞函數Φv(s)和閉環輸出阻抗Zoc(s)；
S2.根據閉環傳遞函數Φv(s)和勞斯穩定判據，確定所述輸出電壓PI控制器參數的第一選擇區域，所述第一選擇區域中的輸出電壓PI控制器參數可確保所述前級功率變換系統帶理想電流源型負載時在整個工作條件下均能穩定運行；
S3.根據所述前級功率變換系統的輸出電壓Udc和最大輸出功率Po,max，計算所述前級功率變換系統閉環輸出阻抗幅值的閾值Rthresh，其中，所述閾值Rthresh的計算公式為：Rthresh＝Udc2/Po,max；
S4.計算最小輸出功率下所述前級功率變換系統閉環輸出阻抗的最大幅值|Zoc(s)|max，得出滿足|Zoc(s)|max＝Rthresh時的輸出電壓PI控制器參數的比例系數kp1min，其中，所述最小輸出功率為所述前級功率變換系統最大輸出功率的1％；
所述計算最小輸出功率條件下所述前級功率變換系統閉環輸出阻抗的最大幅值|Zoc(s)|max，得出滿足|Zoc(s)|max＝Rthresh時的輸出電壓PI控制器參數的比例系數kp1min，具體為：
S41.令比例系數kp1為0.01，令拉普萊斯算子s為s＝j2πf，其中，j為虛數單位，f為頻率；
S42.初始化f為fmin，初始化閉環輸出阻抗的最大幅值|Zoc(s)|max為0；
S43.根據比例系數kp1、最小輸出功率Po,min和f，計算閉環輸出阻抗的幅值|Zoc(s)|s＝j2πf，若|Zoc(s)|s＝j2πf≤|Zoc(s)|max，則跳轉步驟S45；否則，跳轉步驟S44；
S44.令|Zoc(s)|max＝|Zoc(s)|s＝j2πf；
S45.令f＝f+fstep，其中，fstep為頻率更新步長，若ffmax，fmax為預設值，則返回步驟S43；否則，跳轉步驟S46；
S46.若|Zoc(s)|max＜Rthresh，則kp1＝kp1+kp1,step，kp1,step為比例系數kp1的更新步長，返回步驟42，否則，輸出比例系數kp1，即滿足|Zoc(s)|max＝Rthresh時的輸出電壓PI控制器參數的比例系數kp1min；
S5.將所述第一選擇區域和阻抗約束區域的交疊區作為所述前級功率變換系統輸出電壓PI控制器參數的級聯魯棒穩定區，所述級聯魯棒穩定區中的輸出電壓PI控制器參數可以確保所述分體式儲能虛擬同步發電機在整個工作條件下穩定運行；
其中，所述第一選擇區域和所述阻抗約束區域均位于直角坐標系的第一象限內，所述直角坐標系的橫坐標為比例系數kp1，縱坐標為積分系數ki1；
所述阻抗約束區域為所述直角坐標系的第一象限內的kp1kp1min區域。
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