[发明专利]一种自适应VSG微电网逆变器控制方法及系统

说明书

本公开提供了一种自适应VSG微电网逆变器控制方法及系统，所述方法包括以下步骤：获取VSG微电网逆变器的运行状态数据；根据获取的运行状态数据，得到频率偏移量、频率变化率和预设时间内的频率变化量，进而得到自适应虚拟惯性系数；根据得到的频率偏移量和频率变化率得到自适应阻尼系数；根据得到的自适应虚拟惯性系数和自适应阻尼系数进行电角度调节；本公开根据频率的偏移量和频率变化率以及预先设定的条件来选取惯性和阻尼系数，对于不同的工况可以增大或减小虚拟惯性系数，而在系统稳定范围内惯性系数不变，同时通过指数函数来控制虚拟阻尼系数的变化，增强了系统的频率稳定性。

技术领域

本公开涉及VSG微电网逆变器控制技术领域，特别涉及一种自适应VSG微电网逆变器控制方法及系统。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术，并不必然构成现有技术。

微电网接口逆变器作为分布式电源与本地负荷连接的纽带，其性能对整个微电网起着至关重要的作用，而由于电力电子器件本身不具备“惯性”与“阻尼”等特性，当分布式电源的渗透率较高时，会对系统的性能造成一定的影响；与此同时，不同工况下对接口逆变器的要求也会有差别，这都增加了逆变器自主运行与“即插即用”的难度。针对以上问题，学者们引入了同步发电机的工作机理，通过改进控制算法，将接口逆变器等效成虚拟同步发电机(Virtual Synchronous Generator，VSG)，赋予逆变器与同步发电机(SynchronousGenerator，SG)类似的工作特性和更具协调的兼容性。

本公开发明人发现，多位研究人员相继提出了多种虚拟同步机的实现方法。鉴于微电网逆变器控制系统对于灵活性与可靠性的要求，虚拟同步机控制在维持微电网系统频率稳定性方面得到了广泛应用，多种先进的虚拟同步机控制策略也陆续被提出：有研究人员提出了一种通过频率变化率和频率的偏移方向来获得虚拟惯性系数的自适应VSG控制策略，但频率偏移量的作用在应用过程中受到了限制。有研究人员采用了一种基于神经网络的自适应惯量控制方法，利用神经网络的学习能力在线调整VSG的参数。有研究人员则基于频率的偏移量采用了自适应阻尼的控制方法。为了适应不同工况下的需求，有研究人员通过设定频率变化率数值的上下阈值适当增大或者减小虚拟惯性系数，但均未将虚拟阻尼对频率偏差的影响考虑其中。有研究人员根据不同的判别条件，将虚拟惯性和虚拟阻尼系数设定为变化的参数来改善系统的性能，但其均将频率和其变化率分开应用到自适应参数的取值中。有研究人员将最优控制的思想引入到VSG的控制策略中，由于需要对变量进行迭代，随之带来的是较大的运算量。有研究人员引入了频率的变化量和变化率的乘积作为控制量，并将其运用到两个参数的取值公式中。类似的，有研究人员对两个虚拟参数联合控制，但未将频率的变化率引入到参数取值当中。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本公开提供了一种自适应VSG微电网逆变器控制方法及系统，根据频率的偏移量和频率变化率以及预先设定的条件来选取惯性和阻尼系数，对于不同的工况可以增大或减小虚拟惯性系数，而在系统稳定范围内惯性系数不变，同时通过指数函数来控制虚拟阻尼系数的变化，增强了系统的频率稳定性。

为了实现上述目的，本公开采用如下技术方案：

本公开第一方面提供了一种自适应VSG微电网逆变器控制方法。

一种自适应VSG微电网逆变器控制方法，包括以下步骤：

获取VSG微电网逆变器的运行状态数据；

根据获取的运行状态数据，得到频率偏移量、频率变化率和预设时间内的频率变化量，进而得到自适应虚拟惯性系数；

根据得到的频率偏移量和频率变化率得到自适应阻尼系数；

根据得到的自适应虚拟惯性系数和自适应阻尼系数进行电角度调节。

本公开第二方面提供了一种自适应VSG微电网逆变器控制系统。