【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及逆变器控制，具体为一种可提供虚拟惯量的虚拟振荡器控制策略。
技术介绍
1、随着新能源发电技术日益普及，逆变器构网型控制可以增强电网的运行的稳定性和韧性。下垂控制和虚拟同步机(virtual synchronous machine vsm)控制是两种常见的传统构网型控制策略。虚拟振荡器控制(virtual oscillator control voc)是一种新型的构网型控制策略，其中逆变器模拟弱非线性振荡器的动态特性来进行调节。与下垂控制和虚拟同步机相比，voc是一种时域控制策略，能够提供良好的动态特性，并网时它能够实现有功率的无误差追踪，也可以脱离电网，孤岛运行对负荷供电，多个voc逆变器间能实现负荷的等比例分配。
2、然后现有的voc控制仍然面临问题。首先，其电压动态和相位动态紧密耦合，并且voc的设计参数同时出现在频率和电压动态方程中。因此，在voc参数设计方法非常复杂，设计中必须在多个性能指标间做出妥协，可能无法找到可行设计。
3、其次现有voc无法实现虚拟惯性。在并网运行时其无法为电网提供惯性支撑。在独立运行时，voc也无法控制频率变化速率(rate of change of frequency,rocof)，无法为rocof敏感负荷提供电能。由于缺乏惯性，voc与其他构网型控制(如下垂控制与vsm)无法在暂态过程中到达等比例的功率分配。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种可提供虚拟惯量的虚拟振荡器控制策略，旨在解决传统虚拟振
2、一种可提供虚拟惯量的虚拟振荡器控制策略，包括以下步骤：
3、步骤1：将逆变器有功功率测量值通过一个低通滤波器，根据低通滤波后的功率值计算得到对应的虚拟反馈电流；
4、步骤2：将有功功率参考值通过一个低通滤波器，根据低通滤波后的功率值计算得到对应的虚拟参考电流；
5、步骤3：将虚拟反馈电流与虚拟参考电流做差，得到控制误差；将控制误差作为虚拟振荡器的输入，产生逆变器的电压信号；
6、步骤4：根据描述虚拟振荡器控制策略的微分方程，设计所述虚拟振荡器的控制参数，提供所需虚拟惯量。
7、进一步的，所述步骤1具体为：
8、在一个开关周期ts内，对逆变器输出的三相电流iabc与三相电压vabc进行测量，通过计算得到输出有功功率测量值p与无功功率测量值q；将有功功率测量值p通过一个低通滤波器得到测量值滤波后的功率值pf：
9、
10、式中，ωf为低通滤波器带宽，s为拉普拉斯变换的复参数；
11、通过测量值滤波后的功率值pf与无功功率测量值q，计算得到虚拟反馈电流iα与iβ：
12、
13、式中，vα与vβ分别为虚拟振荡器电压的α与β分量。
14、更进一步的，所述步骤2具体为：
15、给定有功功率参考值p*与无功功率参考值q*，将有功功率参考值p*通过一个低通滤波器得到参考值滤波后的功率值
16、
17、使用参考值滤波后的功率值与无功功率参考值q*，计算得到虚拟参考电流与
18、
19、更进一步的，所述步骤3具体为：
20、将虚拟反馈电与虚拟参考电流做差，得到控制误差eα与eβ
21、
22、式中，iα与ip分别为虚拟反馈电流的α与β分量，与分别为虚拟参考电流的α与β分量；将误差信号作为andronov–hopf型虚拟振荡器的输入，即
23、
24、其中，ξ是振荡器速度控制参数，η是虚拟振荡器反馈控制参数，vn是系统的电压等级有效值，ωn是系统工频频率，‖vαβ‖是电压矢量的模，r(φ)为用于适应与不同类型阻抗的电网的旋转矩阵，表示为：
25、
26、对于感性网络，取φ＝90°；对于阻性网络，取φ＝0°；
27、将andronov–hopf型虚拟振荡器的输出的虚拟振荡器电压vα与vβ作为逆变器输出电压的参考值。
28、更进一步的，所述步骤4具体为：
29、描述虚拟振荡器控制策略的微分方程表示为：
30、
31、根据式(8)可得虚拟振荡器频率ω动态方程为：
32、
33、式中，ωf为步骤1与步骤2所使用的低通滤波器的截至频率；v表示虚拟振荡器电压有效值。
34、根据式(8)可得虚拟振荡器电压有效值v动态方程为：
35、
36、令ω动态方程(9)与v动态方程(10)中的微分项为0，反解出ω与v，则在稳态工况下，虚拟振荡器频率ω与虚拟振荡器电压有效值v分别满足：
37、
38、
39、虚拟振荡器控制策略的三个设计参数分别为振荡器速度控制参数ξ、虚拟振荡器反馈控制参数η和ωf，具体设计方法为：
40、步骤a：根据式(11)，基于稳态频率选定虚拟振荡器反馈控制参数η：
41、假设输出达到额定有功功率prated时，虚拟振荡器稳态频率为ωmin，且考虑稳态工况下，虚拟振荡器电压有效值v满足v≈vn，则
42、
43、步骤b：基于稳态电压v方程，根据稳态电压选定振荡器速度控制参数ξ：
44、假设输出达到额定无功功率qrated时，虚拟振荡器稳态电压为vmin，则
45、
46、步骤c：基于所需要的虚拟惯性j选定ωf，且考虑稳态工况下，虚拟振荡器电压有效值v满足v≈vn，则
47、
48、本专利技术的有益效果是：本专利技术提出的一种应用于三相逆变器的虚拟振荡器控制策略，能够有效解决传统虚拟振荡器控制策略设计复杂且无法提供虚拟惯性的问题；本专利技术所提的虚拟振荡器控制策略可以提供虚拟惯性，有效控制rocof，降低控制器的复杂度，便于在实际系统中应用，为电网提供惯性支撑，增强系统的频率稳定性。
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1.一种可提供虚拟惯量的虚拟振荡器控制策略，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的可提供虚拟惯量的虚拟振荡器控制策略，其特征在于，所述步骤1具体为：
3.根据权利要求2所述的可提供虚拟惯量的虚拟振荡器控制策略，其特征在于，所述步骤2具体为：
4.根据权利要求3所述的可提供虚拟惯量的虚拟振荡器控制策略，其特征在于，所述步骤3具体为：
5.根据权利要求4所述的可提供虚拟惯量的虚拟振荡器控制策略，其特征在于，所述步骤4具体为：
【技术特征摘要】
1.一种可提供虚拟惯量的虚拟振荡器控制策略，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的可提供虚拟惯量的虚拟振荡器控制策略，其特征在于，所述步骤1具体为：
3.根据权利要求2所述的可提供虚拟惯量的虚拟振荡器控制策...
【专利技术属性】
技术研发人员：陶军，原帅，钟鸣，阿敏夫，王琪，王立强，雷轲，慕腾，
申请(专利权)人：内蒙古电力集团有限责任公司内蒙古电力科学研究院分公司，
类型：发明
国别省市：
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