【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及新能源发电领域，特别是一种虚拟同步机的改进阻尼控制策略。
技术介绍
1、在新能源发电领域，并网控制通常是采用电力电子设备进行，而随着国家政策，以及光伏、风电为代表的新型能源发电技术的发展，新能源渗透率不断提高，造成微电网较大地出现惯量和阻尼缺失。基于同步机转子运动方程的转子惯性和阻尼特性，研究发展了虚拟同步机(virtual synchronous generator，vsg)，在下垂控制的基础上进一步引入同步机转子特性，获得了虚拟惯性和阻尼，提高了新能源并网的惯量水平和稳定性。
2、但vsg控制同时也引入了同步机的功率振荡问题，使得系统在设定有功功率值变化或者电网侧频率波动下，vsg动态响应会发生振荡。且在vsg的输出有功功率与输出无功功率之间存在一定的耦合作用，这个耦合作用在vsg输出有功功率或者输出无功功率变化时，会使得vsg动态响应发生振荡。因此，发现vsg的动态性能还存在较大的优化空间，基于此提出虚拟同步机的改进阻尼控制策略，实现vsg动态性能提升。
技术实现思路
1、为实现上述目的，本专利技术所提供的技术方案为：
2、1)测量虚拟同步机主电路的并网电压uabc和并网电流iabc，经功率计算得到输出有功功率pe和输出无功功率qe；
3、2)在无功电压下垂控制环节中，将设定无功功率值qref减去输出无功功率值qe后乘以无功功率下垂系数kq，得到的结果与额定电压值e0相加得到输出电动势e；
4、3)在基于改进阻尼的
5、
6、式中，k1为比例系数，k2为微分系数；
7、输出有功功率值pe与比例系数k1相乘后加上输出有功功率值pe，两者之和减去补偿有功功率值ph得到改进控制功率值pm；设定有功功率值pref减去改进控制功率值pm除以额定角频率ω0的商得到有功功率差值δp，有功功率差值δp减去角频率差值δω与相加项λ的乘积后，得到的结果通过一个系数为1/jp的积分环节，得到角频率差值δω，其中jp是惯量系数，相加项λ的表达式为：
8、λ＝dp+kfω0
9、式中，dp是阻尼系数，kf是一次调频系数；
10、角频率差值δω经过一个系数为微分系数k2的微分环节得到补偿角频率值ωh，补偿角频率值ωh与额定角频率ω0、角频率差值δω三者相加得到输出角频率值ω，输出角频率值ω经过一个积分环节得到输出相位值θ；
11、4)在虚拟阻抗解耦控制环节中，将输出相位值θ与并网电流iabc进行dq坐标轴变换得到d轴电流id和q轴电流iq后，d轴电流id乘以耦合项ωlv后，再减去d轴电流id和虚拟电阻rv的乘积，得到的结果和输出电动势e相加得到d轴电压udref，耦合项中，lv是虚拟电感；q轴电流iq乘以耦合项ωlv后，再与q轴电流iq和虚拟电阻rv的乘积相加，得到的结果取负，即得到q轴电压uqref；
12、5)通过将d轴电压udref、q轴电压uqref以及输出相位值θ送入电压电流双闭环，经svpwm得到控制信号，驱动主电路并网运行，实现虚拟同步机动态性能优化。
13、与现有技术相比，本方案的原理和优点如下：
14、本专利技术公开了一种虚拟同步机的改进阻尼控制策略，包括无功电压下垂控制环节、基于改进阻尼的有功控制环节和虚拟阻抗解耦控制环节。虚拟同步机控制电路基于无功电压下垂控制环节，建立输出电压和无功功率控制，采用基于改进阻尼的有功控制环节，虚拟同步机获得了惯性和阻尼特性，建立了输出相角和有功功率控制，同时增强了虚拟同步机的动态性能，有效优化了虚拟同步机受扰动时的动态振荡问题，通过虚拟阻抗解耦控制环节，解耦虚拟同步机输出有功功率和无功功率，解决了有功功率和无功功率振荡时相互影响问题，进一步优化虚拟同步机动态性能。
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1.虚拟同步机的改进阻尼控制策略，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的虚拟同步机的改进阻尼控制策略，其特征在于，步骤3)中，比例系数k1的取值范围为0<k1<3，微分系数k2的取值范围为0<k2<0.1。
【技术特征摘要】
1.虚拟同步机的改进阻尼控制策略，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的虚拟同步机的改进阻尼控制策略，...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨苓，卓庆东，刘文迪，文旭涛，罗栋涛，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：
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