[发明专利]一种虚拟同步机的控制电路仿真方法及系统

说明书

本发明公开了一种虚拟同步机的控制电路仿真方法及系统，所述方法包括根据多个虚拟同步机的参数在电力仿真软件中创建多个电路仿真模型；所述电路仿真模型包括逆变电路模型、滤波电路模型以及电路控制模型，所述电路控制模型包括有功控制模型、无功控制模型以及内环控制模型；对所述多个电路仿真模型进行仿真试验；所述仿真试验包括升降频试验、电压暂降试验以及额定功率跟随试验；根据试验结果调整各个虚拟同步机的控制参数以满足电网需求。所述方法及系统通过搭建电路仿真模型及电压电流内环控制模型，调整控制参数，优化虚拟同步电机电压电流的跟随性能，进而完成同步发电机与使用场景的匹配。

技术领域

本发明涉及电力控制技术领域，尤其涉及一种虚拟同步机的控制电路仿真方法及系统。

背景技术

同步发电机是指转子转速与定子旋转磁场的转速相同的交流发电机，目前被广泛的应用于水力发电、火力发电以及柴油机发电等使用场景下；但随着科技的发展，使用场景越来越多，同步发电机的精度要求也就越来越高，传统的同步发电机因没有计算匹配使用场景，在某些使用场景下可能产生电流误差、功率不足甚至发生温度超标、振荡失步等问题，无法满足精度要求。

发明内容

为了解决背景技术存在的同步发电机无法匹配繁多的使用场景要求的问题，本发明提供了一种虚拟同步机的控制电路仿真方法及系统，所述方法及系统通过在电力仿真软件中建立模型创建虚拟同步机，在同步发电机使用前，根据仿真结果及使用场景需求调节控制参数，进而完成同步发电机与使用场景的匹配；所述方法及系统通过搭建电路仿真模型及电压电流内环控制模型，调整控制参数，优化虚拟同步电机电压电流的跟随性能，所述一种虚拟同步机的控制电路仿真方法及系统包括：

根据多个虚拟同步机的参数在电力仿真软件中创建多个电路仿真模型；所述电路仿真模型包括逆变电路模型、滤波电路模型以及电路控制模型，所述电路控制模型包括有功控制模型、无功控制模型以及内环控制模型；

对所述多个电路仿真模型进行仿真试验；所述仿真试验包括升降频试验、电压暂降试验以及额定功率跟随试验；

根据试验结果调整各个虚拟同步机的控制参数以满足电网需求。

进一步的，所述有功控制模型依据下式创建：

其中，所述D_p为有功频率下垂控制系数，ω_grid^*为电网角速度标幺值，所述ω_ref^*为角速度参考值的标幺值，所述P_e^*为电磁功率的标幺值；所述P_ref^*为所述功率参考值的标幺值；所述H为虚拟惯性时间常数；所述s为拉普拉斯变换下的复变量；所述ω^*为电路仿真模型的角速度标幺值；

进一步的，若所述电路仿真模型接入强电网或大电网时，在所述有功控制模型中增加调节系数为K_d的阻尼调节进行一次调频，以保证所述电路仿真模型的频率与所接入电网的频率一致；

若所述电路仿真模型接入微电网、弱电网或孤岛运行时，在所述有功控制模型一次调频的下垂控制系数乘法器旁并联由开关接入的积分器，当接入所述微电网、弱电网或孤岛运行时闭合开关，利用二次调频保证所述电路仿真模型的频率与所接入电网的频率稳定一致。

进一步的，所述无功控制模型依据下式创建：