[发明专利]一种虚拟同步发电机的控制方法及装置

权利要求书

1.一种虚拟同步发电机的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)提取电网电压基波正序分量，根据所述电网电压基波正序分量计算虚拟同步发电机定子电流；

2)将负载电流中的谐波电流、负序电流和无功电流作为电能质量调节电流，将所述虚拟同步发电机定子电流与所述电能质量调节电流叠加得到目标指令电流；

3)采用重复控制加PI控制的方法对所述指令电流进行跟踪控制，所述重复控制的输出量作为所述PI控制的输入指令，根据虚拟同步发电机的转子频率计算每周期的采样点数，根据采样点数中的整数部分设置重复控制中的每周期采样点数使二者一致，根据每周期的采样点数中的小数部分，计算小数部分延时离散化传递函数，将所述小数部分延时离散化传递函数加入到重复控制中，以改善重复控制对电网频率波动的适应能力；

在计算所述目标指令电流时，需考虑叠加后的指令电流的大小，将所述虚拟同步发电机定子电流与所述谐波电流叠加后得到第一指令电流，若所述第一指令电流超过逆变器的额定电流，则将所述谐波电流乘以第一限流系数，将乘以第一限流系数后的谐波电流与所述虚拟同步发电机定子电流叠加后的电流值作为所述目标指令电流；

若所述虚拟同步发电机定子电流与所述谐波电流叠加后的第一指令电流未超过逆变器的额定电流值，则将所述第一指令电流与所述负序电流、无功电流叠加得到第二指令电流，若所述第二指令电流超过逆变器的额定电流，则将负序电流、无功电流乘以第二限流系数，将乘以第二限流系数的负序电流、无功电流与所述第一指令电流叠加作为所述目标指令电流；若所述第二指令电流未超过逆变器的额定电流，则将所述第二指令电流作为所述目标指令电流。

2.根据权利要求1所述的虚拟同步发电机的控制方法，其特征在于，利用多重二阶广义积分器提取电网电压基波正序分量。

3.根据权利要求2所述的虚拟同步发电机的控制方法，其特征在于，所述虚拟同步发电机定子电流的计算过程为：采用有功-频率下垂控制得到虚拟同步发电机的机械功率，将所述虚拟同步发电机的机械功率与虚拟同步发电机的有功功率相减，将相减得到的差值发送给转子运动方程进行相关计算，然后进行积分得到虚拟同步发电机的电角度，根据所述虚拟同步发电机的电角度和无功-电压下垂控制得到的电动势幅值计算虚拟同步发电机的感应电动势，根据所述虚拟同步发电机的感应电动势与所述电网电压基波正序分量计算得到虚拟同步发电机定子电流。

4.根据权利要求2所述的虚拟同步发电机的控制方法，其特征在于，所述电能质量调节电流的计算过程为：采用多重二阶广义积分器提取负载电流中的负序电流、谐波电流；将所述负载电流经过abc/αβ坐标变换后与所述电网电压基波正序分量结合进行pq变换，将经过pq变换后得到的瞬时无功功率输入低通滤波器，然后进行pq反变换与αβ/abc坐标变换得到负载的无功电流，将所述负序电流及无功电流与所述谐波电流相加得到电能质量调节电流。

5.根据权利要求1所述的虚拟同步发电机的控制方法，其特征在于，所述小数部分延时离散化传递函数表示为：

其中，δ为每周采样点数的小数部分，z为复变量。