一种基于自适应虚拟同步阻抗的动态解耦控制方法技术

本发明专利技术公开了属于虚拟同步机技术领域，特别涉及一种基于自适应虚拟同步阻抗的动态解耦控制方法，包括：构建VSG并网等效电路，计算加入虚拟阻抗后考虑系统动态过程的虚拟同步机单机宽频域动态小信号模型；综合考虑弱电网下的大功角和高线路阻抗比对VSG耦合特性的影响，采用基于动态模型的自适应虚拟同步阻抗解耦策略，求解以虚拟电阻和虚拟电感为调节变量的宽频域动态小信号模型；采用对角阵解耦方法，通过虚拟阻抗的自适应调节消除VSG受扰后系统动态过程中的功率耦合，计算虚拟阻抗指令值并送入虚拟阻抗环进行控制；对比分析解耦控制前后系统的稳定性和动态响应性能，验证该方法能够提高系统动态响应性能，增强VSG并网系统稳定性。统稳定性。统稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于自适应虚拟同步阻抗的动态解耦控制方法


[0001]本专利技术属于虚拟同步机
，尤其涉及一种基于自适应虚拟同步阻抗的动态解耦控制方法。

技术介绍

[0002]随着新能源技术的发展，风电、光伏等分布式电源在电力系统中的渗透率不断提升。大规模新能源机组通过电力电子设备并入电网，具有控制灵活、响应迅速等优点，但也带来了电网惯量和阻尼不足、电压和频率支撑能力变弱等问题，电力系统容易受到功率波动和系统故障的影响，诱发系统电压、频率等稳定性问题。虚拟同步发电机技术(virtual synchronous generator，VSG)通过模拟传统同步发电机的转子方程为系统提供惯量及阻尼支撑，并通过功率控制使得分布式电源接入电网后具有良好的频率、电压支撑与调节作用。但VSG通过下垂控制实现对频率和电压自动独立调节，因此也仍然存在传统下垂控制中的功率耦合问题。
[0003]通常在对相关VSG控制分析中会假设变流器至并网点之间的传输线路接近纯感性，且系统稳态工作在小功角的近似条件下，此时功率耦合程度不明显，往往忽略耦合效果来分析问题。但实际系统本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于自适应虚拟同步阻抗的动态解耦控制方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：构建VSG并网等效电路，计算加入虚拟阻抗后考虑系统动态过程下的VSG输出电流I和VSG实际输出有功功率P
o
与无功功率Q
o
，构建含虚拟阻抗控制环节的宽频域动态模型；S2：将宽频域动态模型在稳态工作点(δ0,E0)处进行非线性系统线性化，得到线性化的宽频域动态小信号模型，以虚拟电阻R
v
和虚拟电感L
v
为调节变量，求解稳态工作点(δ0,E0)处的宽频域动态小信号模型；S3：采用对角阵解耦方法，进行自适应动态虚拟同步阻抗解耦，消除虚拟同步机稳态工作点(δ0,E0)处的宽频域动态小信号模型的功率耦合；S4：对比解耦控制前后的数据，进行解耦控制有效性验证。2.根据权利要求1所述的一种基于自适应虚拟同步阻抗的动态解耦控制方法，其特征在于，所述S1中宽频域动态模型为：其中，E和δ为VSG虚拟内电势和功角；U
o
和θ
o
为VSG输出端电压幅值和相角；X
v
和R
v
为VSG虚拟电感和虚拟电阻值，U
g
为电网电压幅值；R
g
和X
g
为逆变器和电网之间的等效线路电阻和电抗，L
g
为等效电感。其中，为虚拟同步机实际输出的复功率,P
o
和Q
o
为VSG实际输出有功功率与无功功率，R
vc
为虚拟电阻稳态分量，在稳态状态下R
v
＝R
vc
，R为总等效电阻，其值R＝R
g
+R
vc
，X
vc
为虚拟电抗稳态分量，稳态状态下X
v
＝X
vc
,X为总等效电抗，其值X＝X
g
+X
vc
。3.根据权利要求2所述的一种基于自适应虚拟同步阻抗的动态解耦控制方法，其特征在于，所述S2中线性化的宽频域动态小信号模型为：其中：
G
v
(s)为考虑虚拟阻抗后，含耦合的系统传递函数矩阵，其内的各元素同样是包含动态过程的传递函数，ΔP、ΔQ、Δδ以及ΔE分别为有功功率、无功功率、功角以及虚拟内电势的扰动分量。4.根据权利要求3所述的一种基于自适应虚拟同步阻抗的动态解耦控制方法，其特征在于，所述S2中稳态工作点(δ0,E0...

【专利技术属性】
技术研发人员：张海波，张林，蒋维勇，李凯，
申请(专利权)人：国网经济技术研究院有限公司国网山东省电力公司经济技术研究院，
类型：发明
国别省市：