[发明专利]一种PMSG风机提供一次调频和虚拟惯性的协调控制方法

权利要求书

1.一种PMSG风机提供一次调频和虚拟惯性的协调控制方法，其特征在于，包括步骤：

对PMSG风机接入弱电网的系统，加入直流惯性控制，让风机的直流电容中储存的静电能量为交流系统提供虚拟惯性支撑；在所述直流惯性控制中，虚拟惯性时间常数H_dc和定直流电压控制参考值V^*_dc分别为：

式中，C_dc为PMSG风机的直流电容值，f₀为交流系统的额定频率，V_dc0为背靠背变流器直流电压的额定值，S_WT为风机的额定容量，Δf_max为交流频率最大允许的偏差值，ΔV_max为直流电压最大允许的偏差值，f为测量的交流频率。

2.如权利要求1所述的一种PMSG风机提供一次调频和虚拟惯性的协调控制方法，其特征在于，所述直流惯性控制中，定直流电压控制参考值V^*_dc替换为：

式中，C_dc为PMSG风机的直流电容值，f₀为交流系统的额定频率，V_dc0为背靠背变流器直流电压的额定值，S_WT为风机的额定容量，f为测量的交流频率，H_dc为虚拟惯性时间常数。

3.如权利要求1所述的一种PMSG风机提供一次调频和虚拟惯性的协调控制方法，其特征在于，还包括步骤：

加入虚拟电容控制，使得PMSG风机能够像同步发电机的惯性响应那样提供快速、瞬态的功率支撑，减缓频率变化的速率，提供大于风机实际电容的虚拟电容；

在背靠背变流器中利用风机转子旋转动能提供虚拟电容，具体为：

式中，P_ref为新的有功功率参考值，C_vir定义为虚拟直流电容，V_dc为直流电压，P_MPPT为风机由MPPT控制获得的有功功率参考值，ΔP_vir定义为PMSG风机由虚拟电容控制而输出的附加功率；

当采用虚拟电容控制后，从转子侧变流器流向直流电容C_dc新的输入功率P'_in为，

式中，P_in为加入虚拟电容控制前，转子侧变流器流向直流电容C_dc方向的功率。

4.如权利要求1或2或3所述的一种PMSG风机提供一次调频和虚拟惯性的协调控制方法，其特征在于，还包括步骤：

在转子侧变流器定功率控制中加入有功-频率下垂控制，使得PMSG风机提供一次调频服务，提供连续的有功功率支持；

所述有功-频率下垂控制的公式具体为：其中，风机由有功-频率下垂控制而输出的附加功率ΔP_R＝-K_R(f-f₀)；

式中，P^*_ref为风机采用有功-频率下垂控制和虚拟电容控制后新的有功参考值，K_R为下垂控制系数，P_ref为风机由加入虚拟电容控制后获得的有功功率参考值。