A current limiting method for a virtual synchronizer. By adding two PI regulators and two limiting links, the output current of converters can be limited, especially when the power grid falls down, so as to achieve the purpose of grid fault crossing and self protection. The invention has a fast response speed when the current is overflowing, and it switches smoothly between the current limitation and the no limitation. When the current reaches to the normal interval, it can enter the normal virtual synchronous machine's control state quickly. The calculation process of the invention is simple, and it is easy to realize the digital controller.
【技术实现步骤摘要】
一种虚拟同步机的电流限幅方法
本专利技术涉及一种基于虚拟同步机控制方式变流器的电流限幅方法,尤其涉及一种单下垂控制环的虚拟同步机的电流限幅方法。
技术介绍
近年来,随着分布式可再生能源和微电网的快速发展,将变流器虚拟成同步发电机的虚拟同步机控制技术因其可以使变流器呈现带有惯性和阻尼特性的电压源,受到广泛关注。但是,变流器作为电力电子装置,过流能力有限,因此研究其电流限幅方法具有重要意义。传统的虚拟同步机控制器,通常采用下垂控制-电压环-电流环的三环控制方案,通过在其中的电流环的参考电流给定位置进行限幅,达到对实际电流限幅的目的。CN201610824214《一种基于参考滤波电感电流的下垂控制微电网的限流方法》即使用了此种限流方式。CN201510711593《一种针对下垂控制逆变器的增强型限流控制方法》则在下垂环节引入了闭环调节器补偿角速度,但没有针对电压幅值进行处理。由于以上方法引入了电压环和电流环,提高了控制器阶数,降低了虚拟同步机控制带宽,同时也增加了数字控制器的设计复杂度。对于虚拟同步机单环控制方案,其优点是控制算法简单,控制器带宽高,但由于缺少电流环环节,在运行过程中不可避免会有过流情况发生。文献《Current-LimitingDroopControlofGrid-connectedInverters》针对单相并网逆变器,提出了一种限流下垂控制器,利用非线性输入状态稳定理论实现了虚拟同步机电流限幅,但是其实现方式复杂,且未提出三相变流器的实现方案。
技术实现思路
为了克服常规虚拟同步机单环控制方案中电流不受控的缺点,本专利技术提出一种虚拟同步机的电 ...
【技术保护点】
一种虚拟同步机的电流限幅方法,其特征在于:所述的控制方法通过增加两个PI调节器和两个限幅环节实现虚拟同步机的电流限幅,具体如下:(1)通过锁频环获取变流器输出电压的角度θg和幅值vg;(2)对电流采样并使用变流器输出电压的角度θg进行旋转变换,得到有功电流id、无功电流iq;(3)设定总电流限幅值ilimit,根据有功和无功电流优先级别求取有功电流限幅值id_limit和无功电流限幅值iq_limit;有功电流优先时:id_limit=ilimit
【技术特征摘要】
1.一种虚拟同步机的电流限幅方法,其特征在于:所述的控制方法通过增加两个PI调节器和两个限幅环节实现虚拟同步机的电流限幅,具体如下:(1)通过锁频环获取变流器输出电压的角度θg和幅值vg;(2)对电流采样并使用变流器输出电压的角度θg进行旋转变换,得到有功电流id、无功电流iq;(3)设定总电流限幅值ilimit,根据有功和无功电流优先级别求取有功电流限幅值id_limit和无功电流限幅值iq_limit;有功电流优先时:id_limit=ilimit无功电流优先时:iq_limit=ilimit(4)以电流限幅值做死区区间,对有功电流和无功电流处理,得到有功电流限幅PI调节器和无功电流限幅PI调节器的偏差输入id_err、iq_err;(5)将虚拟同步机角度θ与有功电流限幅PI调节器输出θc做差,得到角度参考值θref;(6)将虚拟同步机内电势es与无功电流限幅PI调节器输出ec做差,得到调制电压参考值es_ref;(7)由变流器滤波电感值L、虚拟同步机角频率ω、计算d轴电压偏差限幅值vLd_limit和q轴电压偏差限幅值vLq_limit;vL_d_limit=ωLiq_limitvL_q_limit=ωLid_limit(8)计算功角限幅值δlimit;(9)以虚拟同步机调制角度θout和变流器输出电压的角度θ...
【专利技术属性】
技术研发人员:董志然,许洪华,
申请(专利权)人:北京科诺伟业科技股份有限公司,
类型:发明
国别省市:北京,11
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