[發(fā)明專(zhuān)利]基于正弦幅值積分法前饋量提取的虛擬同步機(jī)控制方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111472189.0
• 申請(qǐng)日: 2021-12-04
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114123339A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-03-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王曉東;王憲萍;楊林濤;王嬋瓊;王紅斌;倪喜軍
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 國(guó)網(wǎng)山西省電力公司長(zhǎng)治供電公司
• 主分類(lèi)號(hào): H02J3/38
• 分類(lèi)號(hào): H02J3/38;H02J3/24;H02J3/26;H02J3/01
• 代理公司: 南京品智知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32310
• 代理人: 陸群

1.一種基于正弦幅值積分法前饋量提取的虛擬同步機(jī)控制方法，其特征在于，包括VSG環(huán)節(jié)、SAI環(huán)節(jié)和前饋環(huán)節(jié)；VSG環(huán)節(jié)提供了一種并網(wǎng)逆變器模擬同步發(fā)電機(jī)的調(diào)控模式，通過(guò)控制策略實(shí)現(xiàn)了等效于常規(guī)同步發(fā)電機(jī)的運(yùn)行性能，提升新能源接入電網(wǎng)下的控制特性；SAI環(huán)節(jié)實(shí)時(shí)提取電網(wǎng)負(fù)序和諧波分量；前饋環(huán)節(jié)根據(jù)SAI環(huán)節(jié)提供的電網(wǎng)電壓負(fù)序和諧波分量，通過(guò)在控制器中加入前饋，實(shí)現(xiàn)對(duì)并網(wǎng)諧波的抑制，使VSG在非理想電網(wǎng)電壓下實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)電壓負(fù)序分量和諧波分量的完全抵消。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于正弦幅值積分法前饋量提取的虛擬同步機(jī)控制方法，其特征在于，所述VSG環(huán)節(jié)為基于同步發(fā)電機(jī)二階等效模型，結(jié)合轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)方程和定子電氣方程，虛擬同步機(jī)機(jī)械部分和電磁部分的模型如下：

其中，v表示端電壓，e表示感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，i表示定子電樞電流，r表示定子繞組電樞電阻，L表示電機(jī)定子繞組自感，M_f表示轉(zhuǎn)子之間互感的最大值，i_f表示轉(zhuǎn)子勵(lì)磁電流，θ表示轉(zhuǎn)子繞組磁場(chǎng)軸線(xiàn)與a相定子繞組軸線(xiàn)的夾角，J表示同步電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)部分的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，ω表示同步電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度，T_m表示虛擬機(jī)械轉(zhuǎn)矩，T_e表示電磁轉(zhuǎn)矩，D_p表示同步電機(jī)的摩擦系數(shù)，ω_r表示基準(zhǔn)轉(zhuǎn)動(dòng)角速度，P表示并網(wǎng)有功，Q表示并網(wǎng)無(wú)功。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于正弦幅值積分法前饋量提取的虛擬同步機(jī)控制方法，其特征在于，SAI環(huán)節(jié)即正弦幅值積分器環(huán)節(jié)，其負(fù)反饋部分包含以下2個(gè)閉環(huán)復(fù)系數(shù)傳遞函數(shù)：

其中k為影響因子，選取k值為以確保能將對(duì)應(yīng)諧波分量準(zhǔn)確快速的提取出來(lái)，n為諧波次數(shù)，w₀為基波的角頻率；s是拉普拉斯變換的復(fù)數(shù)變量符號(hào)，j是復(fù)數(shù)變量虛部的符號(hào)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于正弦幅值積分法前饋量提取的虛擬同步機(jī)控制方法，其特征在于，所述正弦幅值積分的正序和負(fù)序結(jié)構(gòu)復(fù)系數(shù)分別為：

其中n為諧波次數(shù)，w₀為基波的角頻率；

s是拉普拉斯變換的復(fù)數(shù)變量符號(hào)，j是復(fù)數(shù)變量虛部的符號(hào)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于正弦幅值積分法前饋量提取的虛擬同步機(jī)控制方法，其特征在于，所述前饋為基于正弦幅值積分法實(shí)時(shí)提取的電壓諧波、不對(duì)稱(chēng)分量直接加到PWM產(chǎn)生模塊前的電壓矢量中，使VSG在非理想電網(wǎng)電壓下實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)電壓負(fù)序分量和諧波分量的完全抵消。