一种扩展虚拟惯量的虚拟同步机控制方法技术

本发明专利技术涉及电力电子变流器技术领域，尤其涉及一种扩展虚拟惯量的虚拟同步机控制方法，所述方法包括：获取虚拟同步机的逆变器输出的有功和无功潮流功率；对所述有功和无功潮流功率进行小信号线性化处理，得到所述虚拟同步机的精确小信号关系式；利用所述精确小信号关系式建立所述虚拟同步机的小信号模型；根据所述小信号模型，对虚拟转动惯量进行扩展得到扩展虚拟惯量；利用所述扩展虚拟惯量对所述虚拟同步机的暂态振荡进行控制。本发明专利技术通过扩展虚拟惯量解决了虚拟同步机有功潮流模型中的相位滞后问题，降低了虚拟同步机在功率指令阶跃或外部出现扰动时所出现的有功功率和频率的振荡，实现对所述虚拟同步机暂态振荡的抑制。实现对所述虚拟同步机暂态振荡的抑制。实现对所述虚拟同步机暂态振荡的抑制。

【技术实现步骤摘要】
一种扩展虚拟惯量的虚拟同步机控制方法


[0001]本专利技术涉及电力电子变流器
，尤其是涉及一种扩展虚拟惯量的虚拟同步机控制方法。

技术介绍

[0002]随着分布式电源的迅速发展，其在电网中的占比也迅速提高。但这也带来许多挑战，尤其是其带来的电力系统的惯量的减少，导致电力系统暂态过程中的频率最大偏移超标，破坏电网频率稳定性，为了让分布式能源系统具有传统发电机一样的惯性，虚拟同步机技术应运而生。
[0003]虚拟同步机技术能为电网或孤岛微网提供惯性支撑的电压源型逆变器控制方案。然而，虚拟同步机技术复杂的电磁特性使得在功率指令阶跃或外部出现扰动时，会出现较大的输出有功功率振荡和输出频率振荡。
[0004]当前抑制虚拟同步机并网模式功率响应暂态振荡的方案主要分为四种，即参数配置、采用变化的转动惯量、增加虚拟阻抗和改变虚拟同步机的控制结构。专利文献CN114552675A提供了一种基于虚拟同步机的并网逆变器暂态稳定性控制方法及装置，利用无功反馈来实现有功功率的振荡抑制，但容易出现有功与无功功率的耦合，而且所提出的暂态补偿功率支路中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种扩展虚拟惯量的虚拟同步机控制方法，其特征在于，包括如下步骤：获取虚拟同步机的逆变器输出的有功和无功潮流功率；对所述有功和无功潮流功率进行小信号线性化处理，得到所述虚拟同步机的精确小信号关系式；利用所述精确小信号关系式建立所述虚拟同步机的小信号模型；根据所述小信号模型，对虚拟转动惯量进行扩展得到扩展虚拟惯量；利用所述扩展虚拟惯量对所述虚拟同步机的暂态振荡进行控制。2.根据权利要求1所述的一种扩展虚拟惯量的虚拟同步机控制方法，其特征在于，所述获取虚拟同步机的逆变器输出的有功和无功潮流功率包括：通过虚拟同步机的等效功率传输模型和瞬时功率理论得到所述有功和无功潮流功率。3.根据权利要求1所述的一种扩展虚拟惯量的虚拟同步机控制方法，其特征在于，所述有功和无功潮流功率包括有功功率和无功功率，所述有功功率和所述无功功率分别满足如下关系：，，其中，P为所述有功功率，Q为所述无功功率，为有功电流，为无功电流，为并网点输出电压d轴分量的小信号变化量，为并网点输出电压q轴分量的小信号变化量。4.根据权利要求3所述的一种扩展虚拟惯量的虚拟同步机控制方法，其特征在于，还包括如下步骤：依据所述无功功率对所述虚拟同步机进行下垂积分控制，控制方程满足如下关系：，其中，为输出端电压指令，为无功功率下垂控制系数，K为积分控制器的增益，s为拉氏变换算子，为输出端电压额定值，为输出电压采样值，为无功功率指令值，为实际输出无功功率。5.根据权利要求1所述的一种扩展虚拟惯量的虚拟同步机控制方法，其特征在于，所述精确小信号关系式满足如下关系：，，，，，
，，，，其中，为有功功率小信号变化量，为无功功率小信号变化量，s为拉氏变换算子，δ为所述虚拟同步机与电网之间的功角差，为线性化功角差，E为所述虚拟同步机的输出端电压，为输出电压小信号变化量，为电网电压，为电网电压小信号变化量，为电网基波阻抗，为并网点与所述电网之间的线路阻抗，为所述虚拟同步机到电网的线路电感，为从所述虚拟...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹旷，田妍，方健，覃煜，张敏，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司广州供电局，
类型：发明
国别省市：