[发明专利]一种基于虚拟储能的改进虚拟同步发电机拓扑结构

权利要求书

1.一种基于虚拟储能的改进虚拟同步发电机拓扑结构，其特征在于，包括分布式电源、三相逆变器、三端口DC/DC变流器、双向DC/DC变换器、储能电池、关键直流母线、非关键直流母线和LC滤波单元；

双向DC/DC变换器的第一端口连接所述储能电池，第二端口与关键直流负载并联；

所述分布式电源输出端与三端口DC/DC变流器的端口I并联；

所述三端口DC/DC变流器的端口II接入所述非关键直流母线，以与同样接入所述非关键直流母线的非关键直流负载并联；

所述三端口DC/DC变流器的端口III接入所述关键直流母线，以与同样接入所述关键直流母线的关键直流负载并联；

双向DC/DC变换器一端与所述储能电池并联，另一端连接至所述关键直流母线上；

所述三相逆变器的直流端接入所述关键直流母线；所述三相逆变器的交流端接所述LC滤波单元后，通过并网点接入电网，且在所述并网点处与所述本地交流负载并联，

所述三端口DC/DC变流器的端口I、端口II和端口III均各自包括一个由四个开关管组成的H桥电路和一个母线电容；H桥电路的各桥臂中点之间连接有变压器绕组和漏电感；端口I的变压器绕组位于变压器原边，端口II和端口III的绕组位于变压器副边；各端口的母线电容分别与对应的H桥并联；所述三端口DC/DC变流器在一个周期内的控制方法包括步骤如下：

确定端口I的输出电流I₁与I₁的参考电流I_1-ref的差值ΔI_1-ref，确定端口III的输出电压V₃与V₃的参考电压V_3-ref的差值ΔV_3-ref；

将ΔI_1-ref通过第一比例积分控制器得到端口II相对端口I的虚拟移相角的小信号扰动将ΔV_3-ref通过第二比例积分控制器得到端口III相对端口I的虚拟移相角的小信号扰动

基于和通过去耦控制器得到端口II相对端口I的移相角的小信号扰动和端口III相对端口I的移相角的小信号扰动

设定方波信号，将所述方波信号作为端口I所对应的全桥电路驱动信号，将所述方波信号移相后作为端口II所对应的全桥电路驱动信号，将所述方波信号移相后作为端口III所对应的全桥电路驱动信号，

基于和通过去耦控制器得到和具体通过如下式子实现：

其中H为所述去耦控制器的去耦矩阵，且有：

式中：I₁、I₂、I₃分别为三端口变流器的端口I、端口II和端口III的电流有效值；分别为端口II相对端口I的移相角、端口III相对端口I的移相角；N₁、N₂、N₃分别为三端口变换器端口I、II、III的绕组匝数；f_s为开关频率；V₁、V₂、V₃分别为端口I、II、III的电压有效值；L₁₂、L₂₃、L₁₃分别为经过星三角变换后的端口I、II、III等效电感；分别为静态工作点处端口II相对端口I的移相角、静态工作点处端口III相对端口I的移相角。