【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电力电子智能电网，具体涉及一种基于虚拟同步发电机的并网逆变器控制方法。
技术介绍
1、传统的电力系统中，以同步电机发电为主，当电网的负载波动大的时候，由于同步电机具有惯量，可以抑制电网的频率波动，采用虚拟同步发电机控制，使电网具有同步电机的惯性和阻尼特性，起到了对电网电压和频率的支撑作用，能够提高逆变器电路的抗干扰性能，并网逆变器在单独运行和并网模式下均能够稳定运行。
2、虚拟同步发电机在单独运行时，输出电压的相位和幅值经过电压、频率的调节后会与电网电压的电压幅度和相位存在一个实时的数据差，当实时数据差较大时逆变器电路直接切换至并网模式，投入电网使用，会引起较大的冲击电流，可能出现切换失败或者引起电压畸变的结果，影响电网的稳定运行，存在安全隐患。
3、为此，现有技术中有通过设置相位差阈值的方式减小并网时刻产生的冲击电流，通过将逆变器电路的相位与电网相位相减得到实时差值，当实时的差值小于设定的相位差阈值时即进行并网操作，由于并网合闸需要一定的时间，经过一段时间后，电网和逆变器电路的电压差变小并趋向于0，因此，能够使得逆变器电路的电压趋近于电网电压时进行并网，减小了电压差较大时并网产生的冲击电流的情况，但是实际应用过程中，受合闸时间等环境因素的影响，如不把控得当，在并网的时刻仍然会出现小幅度的冲击电流和较长时间的幅度波动，无法保证在并网时刻电网能够以最优的稳定状态持续运行，造成电网在并网时段内稳定性不足。
技术实现思路
1、为此，本专利技术提供一种
2、为解决上述技术问题，本专利技术具体提供下述技术方案：一种基于虚拟同步发电机的并网逆变器控制方法，包括：
3、在逆变器控制电路中设置切换控制模块，基于同步机与电网断连模式采用vsg控制，以及同步机与电网并网模式采用pq控制；
4、构建包含多个模型组的电网与逆变器等同控制模型，采样逆变器控制电路、电网内交流电参数并进行同步跟踪至模型组内；
5、实时获取模型组内模拟电网、模拟逆变器的相位、角速度，预设预测相位差阈值，计算实时模拟相位差，基于预测相位差阈值、实时模拟相位差的差值，等差值进行不同模型组的合闸并网模拟；
6、获取模型组并网后的冲击电流及幅度波动，基于模拟结果计算最优并网相位差；
7、计算逆变器控制电路中电网与逆变器的实时相位差，在实时相位差跟踪至最优并网相位差的时间点发出并网切换指令；
8、基于并网切换指令同步实施合闸动作和控制模式切换。
9、进一步地，
10、多个所述模型组之间结构等同，且与所述逆变器控制电路中结构等同，所述模型组的数量为n+1；
11、所述模型组内结构跟踪所述逆变器控制电路内部电路运行参数以及电网运行参数。
12、进一步地，
13、实时获取模型组内模拟电网、模拟逆变器的相位、角速度，包括：
14、实时采样模型组内模拟电网、模拟逆变器的模拟相位值、模拟角速度值，或者实时采样逆变器控制电路输出端及电网的实时相位值、实时角速度值。
15、进一步地，
16、所述预设预测相位差阈值，包括：
17、在模型组内，以开始合闸动作的初始时间点为起始时间点，以出现冲击电流的合闸时间点为末尾时间点，计算模拟合闸时间；
18、基于模拟合闸时间计算模拟电网合闸相位φ1，
19、基于模拟合闸时间计算模拟逆变器合闸相位φ2，
20、计算模拟相位差φ3，φ3＝|φ1-φ2|；
21、将(φ3+δφ)、(φ3-δφ)作为预测相位差阈值；
22、其中，ω为起始时间点模拟电网与模拟逆变器的角速度差，t为模拟合闸时间，且δφ≥a/10，a为交流电振幅。
23、进一步地，
24、所述计算实时模拟相位差，基于预测相位差阈值、实时模拟相位差的差值，等差值进行不同模型组的合闸并网模拟；
25、将模拟电网与模拟逆变器之间的模拟相位值做差，得到实时模拟相位差；
26、在，得到相位差样值δφ1、δφ2、……、δφn，其中，δφ2-δφ1＝δ
27、φ3-δφ2＝……＝δφn-δφn-1，δφ1＝φ3-δφ，δφn＝φ3+δφ；
28、将δφ1、δφ2、……、δφn依次分配给每一个模型组；
29、第一个模型组中，当实时模拟相位差到达δφ1时，实施合闸动作，第二个模型组中，当实时模拟相位差到达δφ2时，实施合闸动作，……。
30、进一步地，
31、在模型组中，开启合闸动作的同时，控制模式开启切换；
32、通过电流监测元件采集每个模型组内合闸后的冲击电流及幅度波动。
33、进一步地，
34、所述基于模拟结果计算最优并网相位差，包括：
35、获取每个模型组合闸后冲击电流的参数值，得到电流波形图；
36、对比筛选出冲击电流参数值最小且得到电流波形图中并网后幅度波动所用时间最短的模型组，将模型组对应的相位差样值作为最优并网相位差。
37、进一步地，
38、所述计算逆变器控制电路中电网与逆变器的实时相位差，在实时相位差跟踪至最优并网相位差的时间点发出并网切换指令，包括：
39、采样逆变器控制电路输出端及电网的实时相位值、实时角速度值；
40、将逆变器控制电路输出端与电网的实时相位值做差得到实时相位差；
41、在实时相位差到达最优并网相位差时发送并网切换指令。
42、进一步地，
43、在实时相位差到达最优并网相位差之前，通过调节逆变器控制电路中实时角速度值使得实时相位差持续减小直至到达最优并网相位差。
44、进一步地，
45、所述基于并网切换指令同步实施合闸动作和控制模式切换，包括：
46、在收到并网切换指令的情况，实施合闸动作；
47、启动pg控制，使得pg控制、vsg控制同时进行；
48、获取vsg控制的电流值i1和pg控制的电流值i2，以i2为终值，pg控制经过电流调节使得i1逐渐变化为i2，之后切断vsg控制。
49、本专利技术与现有技术相比较具有如下有益效果：
50、本专利技术中，预设预测相位差阈值，计算实时模拟相位差，基于预测相位差阈值、实时模拟相位差的差值，等差值进行不同模型组的合闸并网模拟，并通过模拟结果计算出最优并网相位差，通过实时相位差跟踪至最优并网相位差的时间点进行并网合闸动作以及模式切换的方式，使得逆变器控制电路以最优的相位参数与电网并网，筛选出并网效果最好的参数进行并网，有效减少了并网后出现冲本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于虚拟同步发电机的并网逆变器控制方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于虚拟同步发电机的并网逆变器控制方法，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的基于虚拟同步发电机的并网逆变器控制方法，其特征在于，
4.根据权利要求3所述的基于虚拟同步发电机的并网逆变器控制方法，其特征在于，
5.根据权利要求4所述的基于虚拟同步发电机的并网逆变器控制方法，其特征在于，
6.根据权利要求1所述的基于虚拟同步发电机的并网逆变器控制方法，其特征在于，
7.根据权利要求5所述的基于虚拟同步发电机的并网逆变器控制方法，其特征在于，
8.根据权利要求1或者7所述的基于虚拟同步发电机的并网逆变器控制方法，其特征在于，
9.根据权利要求8所述的基于虚拟同步发电机的并网逆变器控制方法，其特征在于，
10.根据权利要求1所述的基于虚拟同步发电机的并网逆变器控制方法，其特征在于，
【技术特征摘要】
1.一种基于虚拟同步发电机的并网逆变器控制方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于虚拟同步发电机的并网逆变器控制方法，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的基于虚拟同步发电机的并网逆变器控制方法，其特征在于，
4.根据权利要求3所述的基于虚拟同步发电机的并网逆变器控制方法，其特征在于，
5.根据权利要求4所述的基于虚拟同步发电机的并网逆变器控制方法，其特征在于，
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【专利技术属性】
技术研发人员：侯显洪，朱江，王蛟，余胜林，袁天玉，
申请(专利权)人：中交机电工程局有限公司，
类型：发明
国别省市：
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