[发明专利]一种用于混合微电网MMC互联变换器的虚拟同步机控制方法

权利要求书

1.一种用于混合微电网MMC互联变换器的虚拟同步机控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)以交直流混合微电网MMC互联变换器交流侧角度出发，得到电压方程；

2)根据步骤1)MMC互联变换器交流侧电压方程，建立MMC互联变换器功率传输方程，并进行化简；

3)建立步骤2)MMC互联变换器功率传输方程中于功角与MMC互联变换器运行模式关系；

4)建立交流微电网下垂控制、直流微电网下垂控制模型；

5)通过在MMC互联变换器控制系统注入同步机特性，得到MMC互联变换器单相功率传输虚拟同步机控制机械方程和无功励磁控制方程；

6)根据步骤4)交流微电网下垂控制、直流微电网下垂控制模型中有功出力调节量相同，建立与MMC互联变换器功率调节量关系式；

7)将步骤6)中交流微电网下垂控制有功出力调节量分解为稳态功率变化量、瞬时功率变化量；直流微电网下垂控制模型有功出力调节量分解为稳态功率变化量、动态功率变化量；

8)根据步骤6)有功出力调节量与MMC互联变换器功率调节量关系和步骤4)交流微电网下垂控制、直流微电网下垂控制模型得到交直流混合微电网MMC互联变换器交流频率-直流电压控制表达式。

2.根据权利要求1所述的一种用于混合微电网MMC互联变换器的虚拟同步机控制方法，其特征在于，步骤1)以交直流混合微电网MMC互联变换器交流侧角度出发，得到电压方程，

其中：为交流电网电压e₀对应的矢量；为MMC互联变换器交流侧电压U_ac对应的矢量；为交流电网电流i₀对应的矢量。

3.根据权利要求2所述的一种用于混合微电网MMC互联变换器的虚拟同步机控制方法，其特征在于，步骤2)的具体实现方法为：根据步骤1)MMC互联变换器交流侧电压方程，建立MMC互联变换器功率传输方程：

其中：R_f、X_f为滤波电路电阻值及感抗；δ为交流电网电压矢量与MMC互联变换器交流侧电压矢量之间的相角差；MMC互联变换器，满足R_f＜＜X_f，则MMC互联变换器功率传输方程可简化为：

4.根据权利要求3所述的一种用于混合微电网MMC互联变换器的虚拟同步机控制方法，其特征在于，步骤3)的具体实现方法为：建立步骤2)MMC互联变换器功率传输方程中于功角与MMC互联变换器运行模式关系，MMC互联变换器交流侧电压方程、功率传输方程分别可类比于同步电机的电压方程、功率方程；交流电网电压e₀可类比于同步电机电枢电动势；MMC互联变换器交流侧电压U_ac可类比于同步电机端电压；同步电机根据电枢电动势和端电压相角差的正负，即，作为电动机或者发电机；同样，在交直流混合微电网MMC互联变换器控制系统中，通过控制δ正负，实现功率双向流动；当δ＞0，超前MMC互联变换器运行于逆变模式，功率由直流微电网向交流微电网传输；当δ＜0，滞后MMC互联变换器运行于整流模式，功率由交流微电网向直流微电网传输；当δ＝0，与同相位，交流微电网、直流微电网之间无功率交换。