[发明专利]一种虚拟同步发电机控制策略

权利要求书

1.一种虚拟同步发电机控制策略，其特征在于，包括内环电压/电流控制器和外环频率/功率控制器；

电压/电流控制器设计在离散z域中，其中，在电流控制器内，引入虚拟同步发电机输出电流的反馈增益，抑制谐振峰的出现；在电压控制器内，采用重复控制器和积分环节的结合作为虚拟同步发电机机端电压补偿器，减小虚拟同步发电机机端电压的稳态误差并实现干扰抑制；

频率/功率控制器设计在连续s域中，其中，在系统频率比例调节中加入积分环节，实现对系统频率的无差调节；在传统逆变器有功/频率下垂控制中加入一阶惯性环节，使虚拟同步发电机具有与同步发电机类似的惯性特性和阻尼特性。

2.根据权利要求1所述的虚拟同步发电机控制策略，其特征在于，所述虚拟同步发电机包括三相逆变器、输出端LC滤波器、虚拟同步发电机直流侧并联电容；

外环频率/功率控制器在系统发生功率或频率振荡时，为系统提供功率或频率的支撑，外环频率/功率控制器输出虚拟同步发电机机端电压参考值和系统角速度参考值，作为内环电压/电流控制器的输入信号，电压/电流控制器对三相滤波电容电压的相位和幅值进行调节，使虚拟同步发电机对外等效为一个受控电压源，电压/电流控制器的输出，作为三相逆变器中每相桥臂电力电子器件IGBT的驱动信号。

3.根据权利要求2所述的虚拟同步发电机控制策略，其特征在于，所述电压/电流控制器包括电压控制器、电流控制器、前馈系数、ZOH零阶保持器；电流控制器增加虚拟同步发电机输出电流的反馈增益，限制换流器的电流，并为LC滤波器提供阻尼；电压控制器采用重复控制器和积分环节的结合，减小稳态误差并抑制系统的干扰。

4.根据权利要求3所述的虚拟同步发电机控制策略，其特征在于，所述重复控制器根据每个开关周期的虚拟同步发电机机端电压参考值与机端电压实际值间的差值来确定所需的校正信号，然后在下一个基波周期的同一时间将此信号叠加到原控制信号上，消除以后各基波周期中将出现的重复畸变。

5.根据权利要求2所述的虚拟同步发电机控制策略，其特征在于，所述频率/功率控制器包括二次调频、下垂控制、调速环节、惯性环节、无功控制；所述二次调频为在自动频率调节器中加入积分环节，积分控制器会一直调整输出，实现无差控制；所述调速环节中加入有功功率的限幅环节，抗积分饱和；所述有功-频率下垂控制中引入一阶惯性环节，实现虚拟同步发电机模拟同步发电机惯量和阻尼的目的。