[发明专利]一种抑制MMC互联变换器虚拟同步机功率震荡的方法

权利要求书

1.一种抑制MMC互联变换器虚拟同步机功率震荡的方法，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；

3)根据步骤1)MMC互联变换器交流侧电压方程，建立MMC互联变换器功率输出方程，并进行化简；

3)根据交直流混合微电网MMC互联变换器控制系统中，交流微电网、直流微电网瞬时有功功率变化量相同，建立MMC互联变换器功率调节关系式；

4)将步骤3)MMC互联变换器功率调节关系式中交流微电网有功出力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；

5)根据步骤3)MMC互联变换器功率调节关系式和步骤4)交流微电网、直流微电网有功出力分解式得到基于功率传输原则的虚拟同步机控制机械方程和虚拟同步机无功励磁控制方程；

6)根据发生功率震荡时，角频率变化情况，将步骤5)虚拟同步机控制机械方程中的虚拟惯量和虚拟阻尼修改为自适应虚拟惯量和自适应虚拟阻尼系数；

7)对步骤2)MMC互联变换器功率输出化简方程中的有功功率求一阶、二阶导数；

8)将步骤7)中MMC互联变换器功输出有功功率一阶、二阶导数和步骤4)交流微电网有功出力分解表达式带入步骤5)基于功率传输原则的虚拟同步机控制机械方程中，得到虚拟同步机参考输出功率表达式；

9)对步骤8)中虚拟同步机参考输出功率表达式建立小信号模型并进行拉氏变换，计算其特征根；

10)分析步骤9)虚拟同步机参考输出功率小信号模型和其特征根，得到系统自然震荡转速和阻尼比；

11)参考同步发电机振荡频率，得到额定虚拟惯量取值范围，在考虑阻尼系数的基础上，利用最优二阶系统分析法，考虑阻尼系数的基础上，设置步骤10)阻尼比和额定阻尼系数；

12)根据步骤11)额定虚拟惯量取值范围和阻尼比和额定阻尼系数，设计步骤6)自适应虚拟惯量和自适应虚拟阻尼系数，带入步骤5)基于功率传输原则的虚拟同步机控制机械方程中，起到抑制MMC互联变换器虚拟同步机功率震荡的作用。

2.根据权利要求1所述的一种抑制MMC互联变换器虚拟同步机功率震荡的方法，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所述的一种抑制MMC互联变换器虚拟同步机功率震荡的方法，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；交流电网电压e₀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类比于同步电机端电压；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；MMC互联变换器，满足R_f＜＜X_f，对MMC互联变换器功率传输方程进行化简：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δ很小，则有：有功功率表示为：