[发明专利]基于虚拟同步发电机的微网变流器频率控制方法及系统

权利要求书

1.一种基于虚拟同步发电机的微网变流器频率控制方法，其特征在于，该控制方法包括以下步骤：

1)微网变流器采用虚拟同步机模型进行控制，通过对虚拟同步机模型的机械转矩进行控制，实现微网变流器频率的一次调节；

2)在频率一次调节下，当微网变流器输出功率与负荷达到平衡时，以虚拟同步机模型的电磁功率作为动态负荷补偿量对虚拟同步机模型的机械功率进行补偿；

所述动态负荷补偿量通过将虚拟同步机模型的电磁功率进行低通滤波和求平均得到；

所述低通滤波采用的低通滤波器的传递函数G(s)为：

其中，G₀为低通滤波器增益，ω_n为低通滤波器截止频率，ξ为阻尼系数；

利用所述动态负荷补偿量对虚拟同步机模型的机械功率进行补偿，具体为：

P′_m＝k_f(f_n-f_r)+P_{e_avg}

其中，P′_m为补偿后的虚拟同步机模型的机械功率，k_f为一次调频系数，f_n为虚拟同步机模型的额定频率，f_r为虚拟同步机模型的转子频率，P_{e_avg}为动态负荷补偿量。

2.根据权利要求1所述的基于虚拟同步发电机的微网变流器频率控制方法，其特征在于，所述步骤1)采用功频控制器对虚拟同步机模型的机械转矩进行控制，功频控制器的模型描述为：

T_m＝[P_ref-k_f(f-f₀)P_N]/ω

其中，T_m为虚拟同步机模型的机械转矩，f、f₀分别为虚拟同步机模型的机端电压频率、机端电压额定频率，P_N为虚拟同步机模型的额定功率，P_ref为有功功率指令值，k_f为一次调频系数，ω为虚拟同步机模型的角速度。

3.根据权利要求1所述的基于虚拟同步发电机的微网变流器频率控制方法，其特征在于，所述虚拟同步机模型为：

其中，ω、ω₀分别为虚拟同步机模型的角速度、额定角速度，Δω(t)为虚拟同步机模型的角速度与额定角速度之差，H为虚拟同步机模型的惯性时间常数，T_m、T_e分别为虚拟同步机模型的机械转矩、电磁转矩，K_d为阻尼系数，R、L分别为虚拟同步机模型的定子电阻、定子电感，e_abc、u_abc、i_abc分别为虚拟同步机模型的三相内电势、三相机端电压、三相定子电流，P_e为虚拟同步机模型的电磁功率，i_a、i_b、i_c为单相定子电流，e_a、e_b、e_c为单相内电势。

4.一种基于虚拟同步发电机的微网变流器频率控制系统，其特征在于，包括处理器和存储器，所述处理器用于运行存储在所述存储器中的程序指令，以实现权利要求1-3任一项所述方法。