【技术实现步骤摘要】
一种虚拟同步发电机控制系统及其控制方法
[0001]本专利技术涉及柔性直流输电
，具体涉及一种虚拟同步发电机控制系统及其控制方法。
技术介绍
[0002]柔性直流输电技术快速发展，电压等级和容量不断提高，应用场合覆盖配电网和主干网，换流器已成为国家核心电力装备之一，换流器控制技术也是近年来该领域的研究热点之一。国内外柔直工程主要采用双端背靠背连接和多端直流互联结构，各端换流器运行方式可根据运行需要自动转换，包括离网带无源负荷独立运行，联网定电压控制或定功率运行。传统基于电网电压定向的矢量控制技术依赖锁相环与电网同步，接入弱交流系统时稳定性变差，并且在离网和并网运行时所采用的控制结构不同，离并网控制模式切换逻辑复杂，且难以实现平滑切换。对此传统的换流器虚拟同步机控制基于同步发电机的控制思想，采用有功偏差调节换流器输出电压频率，实现换流器与电网的自同步，消除了锁相环对系统的影响，同时基于该种同步机制，虚拟同步机控制结构在离网和并网工况下均能稳定运行，因此在离并网转换过程中无需控制结构的切换。
[0003]虚拟同步机控制近期是换流器控制方向的研究热点之一，文献“一种基于虚拟同步发电机的多逆变器微电网频率无差调节策略”给出一种典型的换流器虚拟同步发电机控制结构，其有功控制回路采用惯性环节模拟同步发电机自然惯性，以纯积分模块计算换流器交流电压相位，实现与电网的自同步，能够在离网和并网工况下稳定运行，但由于虚拟惯性环节和积分模块和纯积分模块的串联结构，该种结构有功功率调节速度有限，没有引入电流的直接控制环节，电流响...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种虚拟同步发电机控制系统，其特征在于，包括单元电压上限控制模块、单元电压下限控制模块、频率控制模块、有功电流指令切换模块、有功电流控制模块、电网同步模块、交流电压控制模块、无功电流控制模块、有功电流虚拟阻抗模块、无功电流虚拟阻抗模块和坐标变换模块；单元电压上限控制模块、单元电压下限控制模块和频率控制模块与有功电流指令切换模块相连；有功电流指令切换模块、有功电流控制模块和电网同步模块依次串联；交流电压控制模块与无功电流控制模块串联；其中，有功电流指令切换模块包括取最大运算模块和取最小运算模块。2.根据权利要求1所述的虚拟同步发电机控制系统，其特征在于，取最小运算模块的输入包括第一有功电流给定值I
dref1
和第二有功电流给定值I
dref2
，取最大运算模块的输入包括第三有功电流给定值I
dref3
，取最小运算模块的输出端与取最大运算模块的另一输入端连接。3.根据权利要求2所述的虚拟同步发电机控制系统，其特征在于，有功电流指令切换模块的输出电流和电网同步模块的输出电压相位分别输入至有功电流虚拟阻抗模块的有功电流设定值输入端和坐标变换模块的相位控制输入端；有功电流控制模块将有功电流给定值I
dref
和有功电流反馈值I
dfbk
的偏差输送至低通滤波模块输入端，低通滤波模块与比例调节器串联，比例调节器输出为换流器电压角频率调节量Δω；无功电流控制模块将无功电流设定值I
qref
与无功电流反馈值I
qfbk
的偏差输送至低通滤波器输入端，低通滤波输出与无功电流比例调节器连接，无功电流比例调节器输出换流器交流电压幅值调节量
△
E。4.根据权利要求3所述的虚拟同步发电机控制系统，其特征在于，电压上限控制模块将换流器单元电压平均值上限设定值v
c_max
与平均值v
c_avg
的偏差输送至第一比例积分调节器输入端，第一比例积分调节器的输出为第一有功电流给定信号I
dref1
；频率控制模块将交流电压频率设定值f
ref
与换流器交流电压频率反馈值f
fbk
偏差输送至第二比例积分调节器输入端，第二比例积分调节器的输出为第二有功电流给定信号I
derf2
；电压下限控制模块将换流器单元电压平均值下限设定值v
c_min
与平均值v
c_avg
偏差输送至第三比例积分调节器输入端，第三比例积分调节器的输出为第三有功电流给定信号I
dref3
；交流电压控制模块将电压幅值设定值E
ref
与电压幅值反馈值E
fbk
的偏差与第四比例积分调节器输入端相连，第四比例积分调节器输出无功电流设定值I
qref
。5.根据权利要求4所述的虚拟同步发电机控制系统，其特征在于，电网同步模块将电压角频率调节量Δω和电压角频率额定值ω0相加得到换流器电压角频率给定值ω，换流器角频率给定值ω与积分模块输入端相连，积分模块输出为换流器电压...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈俊，周月宾，邹常跃，史尤杰，
申请(专利权)人：中国南方电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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