[发明专利]一种虚拟同步并网逆变器相角补偿方法及系统

说明书

本发明提供了技术方案一种虚拟同步并网逆变器相角补偿方法，包括：步骤1：基于电压电流信息和转子运动方程，按照给定的功率指令值，计算输出相角；步骤2：基于计算的所述输出相角和采集的逆变器的相角信息计算偏差角；步骤3：当所述偏差角小于标准相角值时，重复步骤1，否则将所述偏差角送入PI调节器进行调节，然后执行步骤1。本发明提供的技术方案调节相角实现了使得系统更为稳定。

技术领域

本发明涉及新能源发电领域控制技术，具体涉及一种虚拟同步并网逆变器相角补偿方法及系统。

背景技术

近年来，随着电力电子技术的迅速发展，逆变器越来越朝着大容量的方向发展。特别是在新能源应用领域，例如风力发电，光伏发电和蓄能电站等，其中逆变器的容量可以高达数MW。然而受制于功率开关器件通流能力，在大功率应用场合特别是在低压大电流领域，单逆变器技术方案难以满足功率输出的要求，只能采用多个逆变器并联的技术方案以提高逆变器的输出功率。针对并联的虚拟同步机的控制策略的研究变得热门，虚拟同步机的一次调频环节使得频率可以“自同步”，然而对于相位的考虑往往比较少。相位不相等引起的系统不稳定的问题。

发明内容

本发明提供一种虚拟同步并网逆变器相角补偿方法及系统。

本发明提供的技术方案是：

一种虚拟同步并网逆变器相角补偿方法，包括：

步骤1：基于电压电流信息和转子运动方程，按照给定的功率指令值，计算输出相角；

步骤2：基于计算的所述输出相角和采集的逆变器的相角信息计算偏差角；

步骤3：当所述偏差角小于标准相角值时，重复步骤1，否则将所述偏差角送入PI调节器进行调节，然后执行步骤1。

优选的，所述基于计算的所述输出相角和采集的逆变器的相角信息计算偏差角，包括：

将计算的所述输出相角与采集的逆变器的相角值进行作差，得到的值作为偏差角。

优选的，所述当所述偏差角小于标准相角值时，重复步骤1，否则将所述偏差角送入PI调节器进行调节，然后执行步骤1，包括：

当所述偏差角大于标准相角值时，使能送入RS触发器的S输入端，否则不使能送入S输入端；

当所述偏差角大于0°的时候使能，送入RS触发器的R输入端，否则，不使能送入RS触发器的R输入端。

优选的，所述转子运动方程如下式所示：

式中：T_m为机械转矩；T_e为电磁转矩；P_m为输入到转子轴的机械功率；P_e为机械功率扣除掉铜耗；ω为转子角频率；J为转动惯量；

其中，(ω₀-ω)K_ω+P₀-P＝0

式中：ω₀为参考角频率；ω为测量角频率；K_ω为下垂系数；P₀为参考有功功率；P为有功功率。

优选的，所述转子角频率差Δω按下式计算：

Δω＝ω-ω₀

式中：ω为转子角频率；ω₀为额定角频率。

优选的，所述转子角频率ω按下式计算：

式中：ω为转子角频率；θ为电角度。

一种虚拟同步并网逆变器相角补偿系统，包括：