[发明专利]一种基于虚拟同步发电机特性的孤岛微电网控制方法

权利要求书

1.一种基于虚拟同步发电机特性的孤岛微电网控制方法,其特征在于：包括以下步骤：

S1:采集分布式电源的滤波器滤波电感处的电压v_abc、电流i_abc、与滤波后的电流i_0abc；

S2:将滤波电感处的电压v_abc、电流i_abc、与滤波后的电流i_0abc经过派克变换转换得到dq坐标系下输出的分布式电源的电压v_dq和电流i_0dq；

S3:分布式电源的电压v_dq和电流i_0dq经过功率模块得到平均有功功率P与平均无功功率Q；

S4:有功功率P与平均无功功率Q经过虚拟同步发电机控制模块得到虚拟发电机的输出电压U_VSG与角频率ω_VSG；

S5:输出电压U_VSG与角频率ω_VSG经过电压合成模块、通过dq坐标变换后得到第一参考电压

S6:第一参考电压经过虚拟阻抗控制模块得到第二参考电压

S7:第二参考电压滤波电感处的电压v_abc、电流i_abc、与滤波后的电流i_0abc经过电压电流双环控制模块，得到逆变桥调制电压信号的d轴和q轴分量

电压电流双环控制模块包括电压控制外环和电流内环控制，所述电压控制外环的数学模型表示为：

式中，分别表示滤波电感电流的dq轴分量参考值，为电压控制外环输出结果，为电压参考值；k_Pv、k_Iv分别为电压控制中PI控制的比例参数和积分参数；C_f表示滤波电容，i_0d、i_0q分别表示输出电流的dq轴分量；

所述电流内环控制的数学模型表示为：

式中，分别为逆变桥调制电压信号的d轴和q轴分量；i_d、i_q分别为i_abc的d轴和q轴分量；k_Pc、k_Ic分别为电流控制中PI控制的比例参数和积分参数；L_f表示滤波电感；

S8:逆变桥调制电压信号的d轴和q轴分量经过反派克变换、再通过PWM生成器得到可控正弦脉宽调制信号m^*传送给分布式电源的逆变器。

2.根据权利要求1所述的一种基于虚拟同步发电机特性的孤岛微电网控制方法，其特征还在于：平均有功功率P与平均无功功率Q通过如下公式获得：

式中，ω_c表示滤波器的转折频率；s表示拉普拉斯算子，p、q分别表示瞬时有功和无功功率。

3.根据权利要求1所述的一种基于虚拟同步发电机特性的孤岛微电网控制方法，其特征还在于：所述虚拟同步发电机模块的P-ω控制器的传递函数为：

其中：J为虚拟同步发电机转动惯量，ω_VSG为VSG虚拟转子转速，ω_grid为电网实际角频率，当微电网处于稳态时ω_VSG＝ω_grid；P_ref为VSG输出有功功率参考值；P为VSG输出有功功率；θ_VSG为VSG虚拟转角，P₀为输出有功功率额定值；D_p为有功功率—频率下垂系数；ω₀为角频率额定值，K_D为阻尼系数。