[发明专利]一种基于虚拟阻抗的电能质量分频控制方法及系统

权利要求书

1.一种基于虚拟阻抗的电能质量分频控制方法，其特征在于，所述方法包括：

基于获取的虚拟同步机的输出电压信号和输出电流信号，提取除工频以外的谐波电压和谐波电流；

基于谐波频段，引入与逆变器侧滤波电感匹配的虚拟电阻以及电容侧的虚拟电阻，并根据所述谐波电压和谐波电流，计算电流信号和电压信号；

基于电流指令信号、所述电流信号、电压信号和输出侧电流信号，利用积分控制器进行比较获得电压调制信号。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于电流指令信号、所述电流信号、电压信号和输出侧电流信号利用积分控制器进行比较获得电压调制信号，包括：

将所述电流指令信号、所述电流信号和所述输出侧电流信号进行比较，得到比例积分控制器的输入信号；

将标幺化的电压信号与所述比例积分控制器输出信号进行比较，获得电压调制信号。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述提取除工频以外的谐波电压和电流包括：

采用二阶广义积分法，从所述输出电压信号和输出电流信号中提取除工频以外的谐波电压和电流。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算电流信号和电压信号包括：

根据预先建立的等效电路模型，确定串并联谐振支路的阻抗；

叠加串并联谐振支路的阻抗，构成串联谐振回路，并根据所述串联谐振回路，计算滤波电容和逆变器侧滤波电感；

引入与逆变器侧滤波电感匹配的虚拟电阻R₁，并在滤波电感和滤波电容支路串联或者并联相应的电阻，并将所述电阻作为电容侧虚拟电阻R_pc；

基于引入的与逆变器侧滤波电感匹配的虚拟电阻和电容侧虚拟电阻，根据除工频以外的谐波电压和电流，确定电流信号和电压信号。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于电流指令信号、所述电流信号、电压信号和输出侧电流信号，利用积分控制器进行比较获得电压调制信号：

根据电流信号和电压信号，定义二阶广义积分传递函数；

根据所述传递函数确定比例积分控制器的等效电路；

基于电流指令信号、所述电流信号、电压信号和输出侧电流信号比较获得的变化量经过比例积分控制器的等效电路，获得电压调制信号。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，通过下式确定电压调制信号的二阶广义积分传递函数：

其中，k为频率系数，ω₀为电网基波角频率，G_f(s)为二阶广义积分传递函数，s’表示拉普拉斯变换因子。

7.如权利要求4所述的方法，其特征在于，通过下式确定串并联谐振支路的阻抗：

Z_s1(s)＝sL₁+R₁+1/(C_s1s)

Z_s2(s)＝sL₂+R₂+1/(C_s2s)

Z_p(s)＝(L₁s+R₁)(L₂s+R₂)Cs+(L₁+L₂)s+(R₁+R₂)

其中，Z_s1和Z_s2为串联谐振回路的电感，Z_p为等效的并联谐振回路的电感，S为串联谐振回路的电流，C_s1和C_s2分别为串联谐振支路的等效电容，L₁和L₂分别为逆变器侧滤波电感和网侧滤波电感，R1和R2均为滤波电感的电阻。