一种基于虚拟同步机的无频差控制方法以及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种基于虚拟同步机的无频差控制方法以及装置。其中，所述方法包括：获取虚拟同步机的输出电压、电感电流以及输出电流；根据输出电压和输出电流计算得到虚拟同步机的平均有功功率和平均无功功率；根据预设的有功功率参考值、预设的空载时角频率参考值以及平均有功功率计算得到虚拟同步机的相角；根据预设的空载时输出电压幅值参考值以及平均无功功率计算得到虚拟同步机的输出电压幅值；根据输出电压幅值、输出电压、电感电流以及输出电流进行电压电流双闭环控制，得到虚拟同步机的控制信号；根据相角和控制信号实现基于虚拟同步机的无频差控制。本发明专利技术能够解决现有的下垂控制中存在的频率偏移问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于虚拟同步机的无频差控制方法以及装置
本专利技术涉及微网逆变器的控制领域，具体地，涉及一种基于虚拟同步机的无频差控制方法以及装置。
技术介绍
微网逆变器有并网和孤网两种工作模式。并网运行时，微网逆变器向主电网提供功率传输；孤网运行时，微网逆变器与其他分布式微源并联组网，为微网系统提供电压和频率支撑。下垂控制作为一种对等控制，无需互联通信线，能实现微网逆变器的并网、孤网操作，并且能够实现各逆变器间的功率分配，是微网逆变器的良好选择。但是，采用下垂控制的微网逆变器不具有传统同步发电机组的旋转惯性。因此，会给微网系统带来一定的动态冲击，并且当微网逆变器的输出功率偏离参考功率时，逆变器的输出频率也偏移给定参考频率。虚拟同步机控制技术可克服传统并网逆变器无惯性给电网带来的冲击，可提升电网接纳可再生能源的能力，在微电网中受到了广泛关注。采用虚拟同步机控制技术的微网逆变器叫做虚拟同步机(Virtualsynchronousgenerator，VSG)。由于虚拟同步机采用传统的有功频率下垂控制，在孤网模式下存在频率偏移。并且，当虚拟同步机的实际输出功率与给定参考功率相差越大，频率偏移越大。图1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于虚拟同步机的无频差控制方法，其特征在于，所述方法包括：获取所述虚拟同步机的输出电压、电感电流以及输出电流；根据所述输出电压和所述输出电流计算得到所述虚拟同步机的平均有功功率和平均无功功率；根据预设的有功功率参考值、预设的空载时角频率参考值以及所述平均有功功率计算得到所述虚拟同步机的相角；根据预设的空载时输出电压幅值参考值以及所述平均无功功率计算得到所述虚拟同步机的输出电压幅值；根据所述输出电压幅值、所述输出电压、所述电感电流以及所述输出电流进行电压电流双闭环控制，得到所述虚拟同步机的控制信号；根据所述相角和所述控制信号实现基于所述虚拟同步机的无频差控制。

【技术特征摘要】
1.一种基于虚拟同步机的无频差控制方法，其特征在于，所述方法包括：获取所述虚拟同步机的输出电压、电感电流以及输出电流；根据所述输出电压和所述输出电流计算得到所述虚拟同步机的平均有功功率和平均无功功率；根据预设的有功功率参考值、预设的空载时角频率参考值以及所述平均有功功率计算得到所述虚拟同步机的相角；根据预设的空载时输出电压幅值参考值以及所述平均无功功率计算得到所述虚拟同步机的输出电压幅值；根据所述输出电压幅值、所述输出电压、所述电感电流以及所述输出电流进行电压电流双闭环控制，得到所述虚拟同步机的控制信号；根据所述相角和所述控制信号实现基于所述虚拟同步机的无频差控制。2.根据权利要求1所述的基于虚拟同步机的无频差控制方法，其特征在于，所述获取所述虚拟同步机的输出电压、电感电流以及输出电流，包括：采集所述虚拟同步机在三相静止坐标系下的输出电压分量、电感电流分量以及输出电流分量；根据所述相角将所述三相静止坐标系下的输出电压分量、电感电流分量以及输出电流分量进行变换，得到所述虚拟同步机在两相同步旋转坐标系下的输出电压分量、电感电流分量以及输出电流分量。3.根据权利要求1所述的基于虚拟同步机的无频差控制方法，其特征在于，所述根据所述输出电压和所述输出电流计算得到所述虚拟同步机的平均有功功率和平均无功功率，包括：根据以下公式一计算得到所述虚拟同步机的平均有功功率：根据以下公式二计算得到所述虚拟同步机的平均无功功率：其中，Pavg表示所述平均有功功率，uod、uoq分别表示所述虚拟同步机在两相同步旋转坐标系下的输出电压分量，iod、ioq分别表示所述虚拟同步机在两相同步旋转坐标系下的输出电流分量，τ表示所述虚拟同步机的低通滤波器的截止频率，s表示拉普拉斯变换的复变量，Qavg表示所述平均无功功率。4.根据权利要求1所述的基于虚拟同步机的无频差控制方法，其特征在于，所述根据预设的有功功率参考值、预设的空载时角频率参考值以及所述平均有功功率计算得到所述虚拟同步机的相角，包括：根据以下公式三和公式四计算得到所述虚拟同步机的相角：θ＝ω/s公式四其中，Pavg表示所述平均有功功率，Pref表示预设的有功功率参考值，ω0表示预设的空载时角频率参考值，Kω、Kp、Ki分别表示与所述虚拟同步机的稳定性能和动态性能相关的系数，s表示拉普拉斯变换的复变量，ω表示所述虚拟同步机的输出角频率，θ表示所述虚拟同步机的相角。5.根据权利要求1所述的基于虚拟同步机的无频差控制方法，其特征在于，所述根据预设的空载时输出电压幅值参考值以及所述平均无功功率计算得到所述虚拟同步机的输出电压幅值，包括：根据以下公式五计算得到所述虚拟同步机的输出电压幅值：E＝Eset-KmQavg公式五其中，Qavg表示所述平均无功功率，Km表示无功电压下垂控制系数，Eset表示预设的空载时输出电压幅值参考值，E表示所述虚拟同步机的输出电压幅值。6.根据权利要求1所述的基于虚拟同步机的无频差控制方法，其特征在于，所述根据所述输出电压幅值、所述输出电压、所述电感电流以及所述输出电流进行电压电流双闭环控制，得到所述虚拟同步机的控制信号，包括：根据以下公式六和公式七计算得到所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘勇，阳建，
申请(专利权)人：湘潭大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43