[发明专利]一种逆变器控制方法

说明书

本发明提供了一种逆变器控制方法，包括：基于逆变器实际输出电压的角频率和有功功率、逆变器在额定状态下输出电压的角频率和有功功率，根据逆变器自适应虚拟惯性控制方程调节所述逆变器实际输出电压的角频率；所述逆变器自适应虚拟惯性控制方程为逆变器虚拟惯性控制方程和自适应虚拟惯性系数方程叠加而成。本发明自适应虚拟惯性系数能根据逆变器实际输出电压的角频率的变化而自适应连续调节，从而使得逆变器实际输出电压的角频率自适应连续调节。即实际运行逆变器系统的等效惯性具有平滑连续的特性，避免了直接采样角频率微分项，增强了系统抗干扰和过载能力，改善了频率的动态性能，提高了微电网的暂态稳定性。

技术领域

本发明涉及微电网技术领域，尤其涉及一种逆变器控制方法。

背景技术

分布式发电具有环境污染少、安装地点灵活、能源利用率高、输电线路损耗少等优点，是未来电力系统的重要发展趋势之一。微电网作为整合分布式电源的有效载体，能够实现自我控制、保护和管理，其包含了各种形式的分布式微源、储能系统、保护装置、负荷等。而大多数的分布式微源大都是基于电力电子变换器接口，与传统的同步发电机相比，逆变器型分布式微源响应速度快、惯性小、过载能力差。因此，为了保证系统稳定和功率平衡，必须配置一定容量的储能，利用储能单元来模拟传统同步发电机的转子旋转动能，提高系统在微源输出不确定和负荷需求不确定下的抗扰动能力，增强系统的暂态稳定性。

目前，微电网的逆变器控制策略一般采用下垂控制，传统的P-f和Q-V下垂控制模拟了传统同步发电机的稳态特性，使得逆变器具有同步发电机的外特性。但是，并不足以模拟同步发电机的真实动态特性。为了克服分布式逆变型微源惯性小的缺点，提高微电网暂态稳定性，有学者将惯性引入P-f下垂控制中，使得微电网逆变器模拟了同步发电机的一次调频和转子惯性特性。这些改进型的下垂控制，通过修正下垂系数，可用于提高系统在负荷切换时暂态响应，但往往对稳态性能造成一定影响。另外，为了让逆变器型分布式微源具有类似传统发电机的惯性特征，提高系统频率的动态性能，许多学者提出了虚拟同步发电机(VSG，Virtual Synchronous Generator)概念，借鉴传统同步发电机的转子运动方程，在控制环节中加入额外的虚拟惯性控制环节，不仅具有传统下垂控制优势并且能给系统提供的一定的惯性支撑，提高系统的暂态稳定性。但是目前的VSG方法中的虚拟惯性大小均是固定的，不能够根据实际运行状态进行自适应调整，没有充分发挥逆变器型微源响应速度快和灵活调节控制的优势。有相关文献提出交替变换的虚拟惯性控制方法，根据频率偏移情况和频率变化率情况判断并选取虚拟惯性大小，提高了系统的动态性能，但是所提算法中直接根据高频频率微分项进行判断，由于干扰存在往往会引发误判，并且所提出的虚拟惯性仅仅具有一大一小两个数值，属于典型开关系统，系统的频率调节不够平滑，对系统稳定性构成威胁。

在现有技术中，逆变器的虚拟惯性大小还不能够自适应地做出平滑灵活调节，为了克服现有的逆变器控制方法的缺点，更好的发挥微源电力电子化特征和虚拟惯性的作用，提高微电网暂态稳定性，需要寻求一种更佳的虚拟惯性控制方法及其具体的参数设计原则。

发明内容

为解决上述目前的逆变器虚拟惯性控制方法中频率调节不能连续平滑，从而对系统稳定性构成威胁的技术问题，本发明提供了一种逆变器控制方法，包括：

基于逆变器实际输出电压的角频率和功率、逆变器输出电压的额定角频率和额定功率，根据逆变器自适应虚拟惯性控制方程调节逆变器实际输出电压的角频率；

其中，逆变器自适应虚拟惯性控制方程根据逆变器虚拟惯性控制方程和自适应虚拟惯性系数方程叠加而成。

优选地，获取自适应虚拟惯性系数，包括：

S1、根据微电网的下垂控制方程和同步发电机的二阶转子运动方程，获取逆变器虚拟惯性控制方程；S2、将逆变器虚拟惯性控制方程和自适应虚拟惯性系数方程叠加，获取逆变器自适应虚拟惯性控制方程。

优选地，步骤S1中微电网的下垂控制方程为：