[发明专利]一种虚拟同步发电机转动惯量的自适应控制方法

权利要求书

1.一种虚拟同步发电机转动惯量的自适应控制方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

步骤1，采集一个开关周期内的电网电压e_a、e_b、e_c，微网逆变器输出的电容电压u_oa、u_ob、u_oc，桥臂侧电感电流i_La、i_Lb、i_Lc和输出侧电流i_oa、i_ob、i_oc，经坐标变化得到同步旋转坐标系下的电容电压u_od、u_oq，电感电流i_Ld、i_Lq和输出侧电流i_od、i_oq；

步骤2，根据步骤1中得到的旋转坐标系下的电容电压，输出侧电流经过功率计算模块得到有功功率P和无功功率Q；

步骤3，根据步骤2中得到的有功功率P、微网逆变器中给定的有功功率参考值P_ref及自适应控制算法得到的最优虚拟转动惯量J，经过调速器可以得到微网逆变器角频率ω^*，对该角频率ω^*做积分，得到虚拟同步发电机的矢量角θ^*；

步骤4，根据步骤2中得到的无功功率Q、微网逆变器给定的无功功率参考值Q_ref和参考电压U_ref，经过励磁器得到虚拟同步发电机的端电压U^*；

步骤5，根据步骤4中得到的端电压U^*和步骤1中得到的旋转坐标系下的电容电压u_od、u_oq，通过电压控制器得到电感电流参考信号再根据电感电流参考信号和步骤1中得到的电感电流i_Ld、i_Lq，以及输出电容电压u_od、u_oq，将它们通过电流控制器得到控制信号u_d、u_q；

步骤6，根据步骤5得到的控制信号u_d、u_q和步骤3中得到的矢量角θ^*，经同步旋转坐标系的反变换到调制波信号u_a、u_b、u_c，再经过SPWM模块，生成逆变器电力电子元件的通断控制信号m。

2.根据权利要求1所述的一种虚拟同步发电机转动惯量的自适应控制方法，其特征在于，所述步骤2中的功率计算模块包括有功功率计算方程和无功功率计算方程，方程如下：

有功功率计算方程：P＝u_odi_od+u_oqi_oq

无功功率计算方程：Q＝-u_odi_oq+u_odi_oq。

3.根据权利要求1所述的一种虚拟同步发电机转动惯量的自适应控制方法，其特征在于，所述步骤3中的自适应控制算法模块包括虚拟同步发电机的转子运动方程和虚拟同步发电机转动惯量的自适应控制算法方程：

虚拟同步发电机的转子方程为：

虚拟同步发电机转动惯量的自适应控制算法方程为：J＝J₀+k_f|P-P_ref|

其中，D_p为阻尼系数；ω_ref为角频率参考值；J₀为虚拟同步发电机运行不产生震荡时的转动惯量的初始值；k_f为功率变化量的相关系数。

4.根据权利要求1所述的一种虚拟同步发电机转动惯量的自适应控制方法，其特征在于，所述步骤4中的励磁器包括虚拟同步发电机的无功-电压下垂方程，所述虚拟同步发电机的无功-下垂控制方程为：

U^*＝U_ref+n(Q_ref-Q)

其中，n为无功-电压下垂系数。