[发明专利]基于虚拟同步机的变频器控制方法在审

专利信息
申请号: 201910491904.1 申请日: 2019-06-06
公开(公告)号: CN110266013A 公开(公告)日: 2019-09-20
发明(设计)人: 董伟杰;刘科研;盛万兴;孟晓丽;贾东梨;胡丽娟;何开元;刁赢龙;叶学顺;吕琛;唐建岗 申请(专利权)人: 中国电力科学研究院有限公司;国家电网有限公司;国网上海市电力公司
主分类号: H02J3/16 分类号: H02J3/16;H02J3/24;H02J3/38
代理公司: 北京安博达知识产权代理有限公司 11271 代理人: 徐国文
地址: 100192 北*** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 调制控制信号 变频器控制 同步电机 一次调频 用电设备 同步机 线电流 线电压 电网 虚拟 空间矢量脉宽调制 负荷无功功率 输出有功功率 整流型负载 电力电子 电网电压 电压控制 开关元件 通断状态 稳定系统 信号控制 虚拟电机 运行特性 变频器 外特性 采样 无功 输出 响应
【权利要求书】:

1.一种基于虚拟同步机的变频器控制方法,用于控制所述变频器内的开关元件的通断,其特征在于,步骤包括:

第一步,分别采样并接收:线电压Vabc和线电流iabc,获得系统的额定工作频率fN、系统额定输出有功功率PN和额定电压有效值VN

第二步,按照的公式,根据所述线电流iabc计算并输出所述输出有功功率Pe,其中,表示电角速度,PT表示机械功率,ωN表示同步电角速度,θ表示电角度;

第三步,计算并输出负荷无功功率增量Qe

第四步,根据所述线电压Vabc和线电流iabc进行功频控制,计算并输出并调节所述电角度θ;

第五步,根据所述线电压Vabc和线电流iabc进行无功/电压控制,计算并输出调制控制信号;

第六步,根据所述无功/电压控制所输出的调制控制信号进行空间矢量脉宽调制,产生并输出相应的SVPWM调制信号,以该SVPWM调制信号控制所述各开关元件的通断状态,使得所述变频器具有同步电机的运行特性。

2.如权利要求1所述的基于虚拟同步机的变频器控制方法,其特征在于,所述第四步具体包括如下步骤:

步骤401,根据所述线电压Vabc和线电流iabc计算获得系统输出频率的测量值fT、系统输出有功功率的测量值PT

步骤402,按照输入输出关系PT=Kf(fN-fT)+PN,计算并获得频率调差系数Kf;步骤403,根据所述频率调差系数Kf进行机械方程的计算以输出并调节所述电角度θ。

3.如权利要求1所述的基于虚拟同步机的变频器控制方法,其特征在于,所述第五步具体包括如下步骤:

步骤501,根据所述线电压Vabc和线电流iabc计算获得实际负载电压的有效值|V|、额定电压有效值VN

步骤502,获取电压调节系数KV以计算电压调节量EV=KV(VN-|V|);

步骤503,计算并输出励磁控制电压E=EV+EQ,其中,无功电压调节量EQ=-KQQe,其中,Qe为负荷无功功率增量,KQ为无功电压调节系数;

步骤504,根据所述励磁控制电压E=EV+EQ进行电气方程的计算以输出调制控制信号。

4.如权利要求1-3所述的基于虚拟同步机的变频器控制方法,其特征在于,所述第三步中,负荷无功功率增量Qe由电容组件Cpq和滤波器对所述线电流iabc滤波以后计算获得。

5.如权利要求1-4所述的基于虚拟同步机的变频器控制方法,其特征在于,所述第四步中还包括有通过锁相环对上述电容组件Cpq进行控制的步骤:

所述锁相环首先接收所述线电压Vabc,对其进行锁相,而后输出稳定的频率f,同时,所述锁相环还输出控制信号以调节所述电容组件Cpq

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