一种虚拟同步发电机的逆变器输出电压控制方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种虚拟同步发电机的逆变器输出电压控制方法及装置，包括：根据虚拟同步发电机的等效电磁输出变化率确定虚拟同步发电机的电磁惯性参数；根据虚拟同步发电机的电磁惯性参数确定虚拟同步发电机的逆变器的输出电压参考值；根据虚拟同步发电机的逆变器的输出电压参考值生成PWM信号，并利用所述PWM信号控制虚拟同步发电机的逆变器的输出电压；本发明专利技术通过根据逆虚拟同步发电机的等效电磁输出变化率获得虚拟同步发电机的电磁惯性参数，进而得到控制虚拟同步发电机的逆变器的PWM信号，可在逆变器发生电压波动时，使逆变器的输出电压平滑地恢复到正常状态，减小了电压波动对电网的冲击，有效地维护了电网稳定。

An inverter output voltage control method and device of virtual synchronous generator

【技术实现步骤摘要】
一种虚拟同步发电机的逆变器输出电压控制方法及装置
本专利技术涉及逆变器的控制
，具体涉及一种虚拟同步发电机的逆变器输出电压控制方法及装置。
技术介绍
随着新能源的发展，分布式电源的容量占电网系统的比例越来越大，分布式电源接入电网后，对电网的稳定性影响也越来越大。虚拟同步发电机技术通过将同步发电机的电磁方程与机械方程应用到控制策略的设计中，使得逆变器表现出同步发电机的外特性，从而在一定程度上为电网的稳定运行提供支撑。然而，目前的虚拟同步发电机控制策略虽然模拟了同步发电机的惯性特性和励磁特性，但对于惯性参数仍局限于采用固定的取值，失去了一定的灵活性，在分布式电源高渗透率场合，当逆变器输出电压波动时，不能对逆变器进行有效控制，不能为电网的稳定性提供有效、准确的支撑。因此，在分布式电源高渗透率场合，如何灵活的控制逆变器，使其能够准确的为电网稳定性提供支撑是本领域亟待解决的问题。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的是一种虚拟同步发电机的逆变器输出电压控制方法及装置，通过根据逆虚拟同步发电机的等效电磁输出变化率获得PWM信号，可在逆变器发生电压波动时，使逆变器的输出电压平滑地恢复到正常状态，减小了电压波动对电网的冲击，有效地维护了电网稳定。本专利技术的目的是采用下述技术方案实现的：本专利技术提供一种虚拟同步发电机的逆变器输出电压控制方法，其改进之处在于，所述方法包括：根据虚拟同步发电机的等效电磁输出变化率确定虚拟同步发电机的电磁惯性参数；根据虚拟同步发电机的电磁惯性参数确定虚拟同步发电机的逆变器的输出电压参考值；根据虚拟同步发电机的逆变器的输出电压参考值生成PWM信号，并利用所述PWM信号控制虚拟同步发电机的逆变器的输出电压。优选地，所述根据虚拟同步发电机的等效电磁输出变化率确定虚拟同步发电机的电磁惯性参数，包括：按下式确定虚拟同步发电机的电磁惯性参数K：式中，K0为虚拟同步发电机的电磁惯性参数的稳态值，L为虚拟同步发电机的等效电磁输出变化率，C为虚拟同步发电机的等效电磁输出变化率的阈值，U为逆变器的输出电压，k为常数，Vg为电网电压。进一步地，按下式确定所述虚拟同步发电机的等效电磁输出变化率L：式中，E为逆变器的输出相电压有效值。优选地，所述根据虚拟同步发电机的电磁惯性参数确定虚拟同步发电机的逆变器的输出电压参考值，包括：式中，K为虚拟同步发电机的电磁惯性参数，L为虚拟同步发电机的等效电磁输出变化率，C为虚拟同步发电机的等效电磁输出变化率的阈值，U为逆变器的输出电压，Vg为电网电压，Qset为预先设定的逆变器的无功功率给定值，Qe为逆变器的无功功率，Dq为传统同步发电机的无功电压下垂系数。优选地，所述根据虚拟同步发电机的逆变器的输出电压参考值生成PWM信号，包括：按下式生成PWM信号：式中，UA为A相PWM调制信号，UB为B相PWM调制信号，UC为的C相PWM调制信号，Uo为虚拟同步发电机的逆变器的输出电压参考值，θA为A相PWM调制信号的相角，θB为B相PWM调制信号的相角，θC为C相PWM调制信号的相角，其中，本专利技术还提供一种虚拟同步发电机的逆变器输出电压控制装置，其改进之处在于，所述装置包括：第一确定单元，用于根据虚拟同步发电机的等效电磁输出变化率确定虚拟同步发电机的电磁惯性参数；第二确定单元，用于根据虚拟同步发电机的电磁惯性参数确定虚拟同步发电机的逆变器的输出电压参考值；控制单元，用于根据虚拟同步发电机的逆变器的输出电压参考值生成PWM信号，并利用所述PWM信号控制虚拟同步发电机的逆变器的输出电压。优选地，所述第一确定单元，具体用于：按下式确定虚拟同步发电机的电磁惯性参数K：式中，K0为虚拟同步发电机的电磁惯性参数的稳态值，L为虚拟同步发电机的等效电磁输出变化率，C为虚拟同步发电机的等效电磁输出变化率的阈值，U为逆变器的输出电压，k为常数，Vg为电网电压。进一步地，按下式确定所述虚拟同步发电机的等效电磁输出变化率L：式中，E为逆变器的输出相电压有效值。优选地，所述第二确定单元，具体用于：按下式确定虚拟同步发电机的逆变器的输出电压参考值Uo：式中，K为虚拟同步发电机的电磁惯性参数，L为虚拟同步发电机的等效电磁输出变化率，C为虚拟同步发电机的等效电磁输出变化率的阈值，U为逆变器的输出电压，Vg为电网电压，Qset为预先设定的逆变器的无功功率给定值，Qe为逆变器的无功功率，Dq为传统同步发电机的无功电压下垂系数。优选地，所述控制单元，具体用于：按下式生成PWM信号：式中，UA为A相PWM调制信号，UB为B相PWM调制信号，UC为的C相PWM调制信号，Uo为虚拟同步发电机的逆变器的输出电压参考值，θA为A相PWM调制信号的相角，θB为B相PWM调制信号的相角，θC为C相PWM调制信号的相角，其中，与最接近的现有技术相比，本专利技术具有的有益效果：本专利技术提供一种虚拟同步发电机的逆变器输出电压控制方法及装置，根据虚拟同步发电机的等效电磁输出变化率确定虚拟同步发电机的电磁惯性参数；根据虚拟同步发电机的电磁惯性参数确定虚拟同步发电机的逆变器的输出电压参考值；根据虚拟同步发电机的逆变器的输出电压参考值生成PWM信号，并利用所述PWM信号控制虚拟同步发电机的逆变器的输出电压；本专利技术通过根据逆虚拟同步发电机的等效电磁输出变化率获得虚拟同步发电机的电磁惯性参数，进而得到控制虚拟同步发电机的逆变器的PWM信号，其中，电磁惯性参数灵活可变，可在逆变器发生电压波动时，适应不同功率等级和调节速度的控制要求，使逆变器的输出电压平滑地恢复到正常状态，减小了电压波动对电网的冲击，有效地维护了电网稳定。附图说明图1是本专利技术虚拟同步发电机的逆变器输出电压控制方法的流程图；图2是本专利技术虚拟同步发电机的逆变器输出电压控制装置的示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步的详细说明。为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术提供一种虚拟同步发电机的逆变器输出电压控制方法，如图1所示，所述方法包括：根据虚拟同步发电机的等效电磁输出变化率确定虚拟同步发电机的电磁惯性参数；根据虚拟同步发电机的电磁惯性参数确定虚拟同步发电机的逆变器的输出电压参考值；根据虚拟同步发电机的逆变器的输出电压参考值生成PWM信号，并利用所述PWM信号控制虚拟同步发电机的逆变器的输出电压。在本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种虚拟同步发电机的逆变器输出电压控制方法，其特征在于，所述方法包括：/n根据虚拟同步发电机的等效电磁输出变化率确定虚拟同步发电机的电磁惯性参数；/n根据虚拟同步发电机的电磁惯性参数确定虚拟同步发电机的逆变器的输出电压参考值；/n根据虚拟同步发电机的逆变器的输出电压参考值生成PWM信号，并利用所述PWM信号控制虚拟同步发电机的逆变器的输出电压。/n

【技术特征摘要】
1.一种虚拟同步发电机的逆变器输出电压控制方法，其特征在于，所述方法包括：
根据虚拟同步发电机的等效电磁输出变化率确定虚拟同步发电机的电磁惯性参数；
根据虚拟同步发电机的电磁惯性参数确定虚拟同步发电机的逆变器的输出电压参考值；
根据虚拟同步发电机的逆变器的输出电压参考值生成PWM信号，并利用所述PWM信号控制虚拟同步发电机的逆变器的输出电压。


2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据虚拟同步发电机的等效电磁输出变化率确定虚拟同步发电机的电磁惯性参数，包括：
按下式确定虚拟同步发电机的电磁惯性参数K：



式中，K0为虚拟同步发电机的电磁惯性参数的稳态值，L为虚拟同步发电机的等效电磁输出变化率，C为虚拟同步发电机的等效电磁输出变化率的阈值，U为逆变器的输出电压，k为常数，Vg为电网电压。


3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，按下式确定所述虚拟同步发电机的等效电磁输出变化率L：



式中，E为逆变器的输出相电压有效值，t为逆变器的输出相电压有效值的采集时间。


4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据虚拟同步发电机的电磁惯性参数确定虚拟同步发电机的逆变器的输出电压参考值，包括：



式中，K为虚拟同步发电机的电磁惯性参数，L为虚拟同步发电机的等效电磁输出变化率，C为虚拟同步发电机的等效电磁输出变化率的阈值，Vg为电网电压，Qset为预先设定的逆变器的无功功率给定值，Qe为逆变器的无功功率，Dq为传统同步发电机的无功电压下垂系数。


5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据虚拟同步发电机的逆变器的输出电压参考值生成PWM信号，包括：
按下式生成PWM信号：



式中，UA为A相PWM调制信号，UB为B相PWM调制信号，UC为的C相PWM调制信号，Uo为虚拟同步发电机的逆变器的输出电压参考值，θA为A相PWM调制信号的相角，θB为B相PWM调制信号的相角，θC为C...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴鸣，吕志鹏，刘海涛，郑楠，孙丽敬，宋振浩，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，国家电网有限公司，国网江苏省电力有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11