[发明专利]基于虚拟同步机的变频器控制系统

说明书

一种基于虚拟同步机的变频器控制系统。本发明通过虚拟同步电机转换模块、功频控制器、无功/电压控制器、调制信号输出模块之间的配合，而根据线电压V_abc、线电流i_abc以及系统的额定工作频率f_N、系统额定输出有功功率P_N和额定电压有效值V_N生成相应的SVPWM调制信号控制变频器内开关元件的通断。由此，本发明能够通过对SVPWM调制信号的调节使得变频器具有同步电机的运行特性，进而提高其所用于的电力系统的整体的稳定性，抑制电流谐波调节系统的无功功率。

技术领域

本发明涉及电力电子式用电设备参与电网一次调频的技术，具体而言涉及一种基于虚拟同步机的变频器控制系统。

背景技术

电力电子设备可以依据需要，实现有功、无功、电能质量等多方面的控制，其控制策略灵活方便。针对电力系统的一次调频，可以分别从发电侧和用电侧两个方面考虑。

变频器在日常生产和生活中占有大量比重，但是其不会像纯电动机一样参与电力系统的一次调频，长此以往会对电网的稳定性产生一定影响。若借鉴传统电力系统运行经验，使并网逆变器具有类似同步发电机的运行特性，则可实现分布式电源的友好接入并提高电力系统稳定性。此外，传统同步发电机的相关控制策略与理论分析方法也可有效地引入其中。

然而，现有虚拟同步电动机(VirtualSynchronousMotor，VSM)技术均是从发电侧考虑，使得电力电子类发电设备模拟同步发电机的特性，以起到对电网稳定的作用。现有技术中还不能实现对逆变器侧的控制，无法控制逆变器根据电动机特性输出频率和电压。其仅能够应用于所带负荷对功率稳定性要求不高的场景，实际应用中受限较大且对电网造成的扰动较多，威胁电力系统的稳定性。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种基于虚拟同步机的变频器控制系统，本发明利用VSM的基本思想，把同步电机的转子运动方程和定子电气方程构成的暂态模型引入到控制器中，使变频器具有同步电机的运行特性，进而提高电力系统的稳定性。本发明具体采用如下技术方案。