[发明专利]一种基于虚拟同步发电机的快速调压系统的方法

权利要求书

1.一种基于虚拟同步发电机的快速调压系统的方法，快速调压系统的主电路包括：风轮机、发电机、不控整流桥、滤波电容、电机侧DC/AC变换器、DC/DC变换器、储能装置、直流母线、电网侧DC/AC变换器、LCL滤波器、交流母线、PCC、SG、电网、本地负荷；风轮机与发电机、不控整流桥、滤波电容、直流母线依次电连接，电机侧DC/AC变换器与发电机电连接，储能装置与DC/DC变换器、滤波电容、直流母线电连接，直流母线与滤波电容、电网侧DC/AC变换器、LCL滤波器、交流母线、PCC、SG、电网电连接，交流母线与本地负荷电连接；其特征在于，

将储能装置侧控制模块设置在直流母线和DC/DC变换器之间，用于同时完成储能和惯性支撑；将功率给定模块设置在并网逆变器侧控制算法模块和交流母线之间，用于抑制系统在暂态的功率失衡；将输出调制模块设置在并网逆变器侧控制算法模块和DC/AC变换器之间，用于在不对称运行工况中隔离故障相，改进输出电压波形对称度。

2.如权利要求1所述的一种基于虚拟同步发电机的快速调压系统的方法，其特征在于，所述储能装置侧控制模块为：采样交流母线电压v_abc和交流母线电流i_abc以计算瞬时功率P，减去风轮机输入机械功率P_m乘发电机效率η_g所得功率差ΔP经过低通滤波器乘开关S3，一方面经过开关S1除以储能装置电压u_sc加储能装置电流i_sc，依次经过开关S2、开关S3、(PI)₁控制器、PWM调制、开关S4、开关S3后输出buck模式开关信号；另一方面经过开关S1除以u_sc减去i_sc，依次经过开关S2、开关S3、(PI)₂控制器、PWM调制、开关S4、开关S3后输出boost模式开关信号。

3.如权利要求2所述的一种基于虚拟同步发电机的快速调压系统的方法，其特征在于，所述的开关S1、S2、S3、S4，在开关S1处设置一个功率阈值，限制风机组转子动能变化范围，避免风机组出现飞车或停机；开关S2用于屏蔽当前模式的计算量对另一模式PI环节的影响；开关S3用于在未接入储能装置时屏蔽计算量对储能装置控制算法的影响；开关S4用于单独输出当前模式的控制信号。

4.如权利要求1所述的一种基于虚拟同步发电机的快速调压系统的方法，其特征在于，所述的功率给定模块为：采样交流母线电压角频率ω、交流母线电压幅值V，根据额定角速度ω^*、额定电压幅值V^*以频率差|ω^*-ω|乘孤岛信号Island为判断依据，若大于设定值Δω^*则输出有功补偿量ΔP_e与P_mη_g之和乘稳定运行信号Stable，否则输出P_mη_g乘Stable；以电压幅值差|V^*-V|乘Island为判断依据，若大于设定值ΔV^*则输出无功补偿量ΔQ_e乘Stable，否则输出0。

5.如权利要求4所述的一种基于虚拟同步发电机的快速调压系统的方法，其特征在于，所述的有功补偿量ΔP_e为：

式中，P_sc为储能装置输出功率，Q为基波无功功率。

6.如权利要求4所述的一种基于虚拟同步发电机的快速调压系统的方法，其特征在于，所述的无功补偿量ΔQ_e为：