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专利号: 2021112988820
申请人: 江苏大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 发电、变电或配电
更新日期:2025-12-24
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种不平衡电网下虚拟同步发电机的控制方法,其特征在于:在电网电压不平衡的条件下,通过对电网电压电流负序分量的控制,实现同时解决输出电流不对称和功率的二倍频振荡的问题。

2.根据权利要求1所述的一种不平衡电网下虚拟同步发电机的控制方法,其特征在于:所述的电压电流负序分量的控制加在电压外环和电流内环中,具体为:采用二倍频陷波器BPF将电压负序分量消去,电压正序分量输入电压外环进行控制,得到正序电流的参考值;用二阶广义积分器SOGI分离电流的正负序分量,正序分量代入电流内环进行PI控制,将0作为负序电流的参考值,采用比例‑谐振控制对电流的负序分量进行控制。

3.根据权利要求2所述的一种不平衡电网下虚拟同步发电机的控制方法,其特征在于:二倍频陷波器BPF和二阶广义积分器SOGI表达式分别如下:式中,ωc为陷波角频率,此处为2倍电网频率;Q为品质因数,其大小影响陷波器的响应速度和滤波性能,Q越小,响应越快,Q越大,滤波性能越好,此处Q值取0.707;kr为谐振系数,其特性与Q类似。

4.根据权利要求2所述的一种不平衡电网下虚拟同步发电机的控制方法,其特征在于:在电压外环控制中加入了电网电压前馈控制,以抑制暂态冲击电流;电网电压跌落瞬间,VSG由于具有虚拟惯性,其输出电压受机电时间常数影响缓慢变换,因此采用电网电压前馈来抑制冲击电流,具体为:

采集电网电压作为控制环节的参考电压,VSG的输出电压作为跟随,进行准比例谐振控制,使输出电压能够更快速跟随电网电压,从而减小输出电压与电网电压的差值;前馈控制所得电流与电压外环控制所得电流累加作为电流内环的正序电流参考值,电压跌落瞬间引起d轴电流参考值的突变,产生冲击电流,通过电网电压前馈控制来抑制冲击电流。

5.根据权利要求1所述的一种不平衡电网下虚拟同步发电机的控制方法,其特征在于:还包括,该控制方法会引起功率的平均值发生变化这一问题,提出如下控制改进方法:将虚拟同步发电机数学模型等式左边的值等效为0,令Pset‑Pe=0,VSG的输出角频率ω跟随额定角频率ωn,并乘以有功下垂系数,其结果经惯性环节后即得到角频率输出值ω,然后通过积分环节,得到VSG输出虚拟内电势的相位角θ,该控制方法可以令ω与ωn保持一致,使得输出频率永远为额定频率,实现锁频功能;同理无功功率控制环的等式左边为零,由于等式右边为一个微分环节,从而可以实现输出内电势的幅值Em保持不变,将此输出值送入电压电流双环,在检测到电网电压跌落时,开关S1、S2动作,切换至上述控制方法,使得有功功率环和无功功率环锁住频率和幅值不变。