[发明专利]一种基于前馈控制的并联虚拟同步机功率解耦方法

权利要求书

1.一种基于前馈控制的并联虚拟同步机功率解耦方法，其特征为该方法包括以下步骤：

第一步，生成对应的电网电压电流；

第二步，实现对虚拟同步逆变器的电压、频率、有功功率和无功功率的控制；

第三步，保持滤波器控制VSG有功-频率环节；

第四步，频率自适应偏差调节器控制VSG有功-频率环节；

第五步，在有功-频率环节和无功-电压环节加入前馈控制；

第六步，动态虚拟复阻抗控制无功-电压环节；

第七步，实现相位跟踪；

第八步，准比例谐振控制；

所述的第一步具体包括：用TTU测量出储能电容两端电压，然后与MPPT点电压进行比较，使VSG工作在最大功率点处，生成对应的电网电压电流；

所述的第七步，实现相位跟踪具体包括：进而，多台VSG并联下，在无功-电压环节环引入负载电压负反馈，使电压稳定，进行相位同步，调整ω实现相位同步，预同步控制的相位同步过程为VSG 1输出电压经过dq坐标系锁相环得到相角θ1，VSG 2输出相角为θ2，将两者差值送入闭环反馈的PI控制器，输出得到相位补偿量，可实现相位跟踪；

ω＝ω₂-ω_n+PI(θ₁-θ₂)；

其中，ω₂为VSG 2输出角频率，ω_n为额定角频率，ω为VSG1输出角频率，θ1为VSG1输出相位，θ2为VSG1输出相位，PI为比例积分调节器；

所述的第八步，准比例谐振控制包括：

在无功-电压环节环引入准比例谐振控制，其传递函数为：

其中G_PR(s)为准比例谐振传递函数，K_p为比例项系数，K_r为谐振项系数，ω_e为谐振穿越频率，ω₀为谐振频率，s为复频率。

2.如权利要求1所述的基于前馈控制的并联虚拟同步机功率解耦方法，其特征为所述的第二步具体包括：在上面得到电网电压电流下，确定VSG模块的有功-频率环节和无功-电压环节参数的惯性系数J、阻尼系数D以及励磁系数K_f的参数给定，实现对虚拟同步逆变器的电压、频率、有功功率和无功功率的控制，得出以下参数；

其中，有功-频率环节，根据以下公式，得到ω_cp，J，D_P：

PM＝180°+∠T_P(jω_cp)≥PM_req；

f_p为有功-频率环节转折频率，D_p为有功频率调节系数，J为惯性系数，PM为相位裕度，PM_ref为相位裕度参考值，ω_cp穿越频率，ΔT为转矩变化量，ΔP为有功功率变化量，ΔT_max为转矩变化最大量，Δω_max为角频率变化最大量,E_n为VSG稳态时输出电动势幅值，ω_n为额定角频率，X为线路感抗值，U为输出端电压，T_P(jω_cq)为有功环开环传函惯性环节的相频特性；

在无功-电压环节，得到D_q和K_f：

f_q为无功-电压环节转折频率，ω_n为额定频率，D_q无功频率调节系数，k为无功环增益系数，ΔQ_max无功功率变化最大量，ΔU_max为电网电压变化最大量，k_f为无功-电压环节励磁系数，ω_cq为系统无功环开环传函的幅值穿越频率,X为线路感抗值，U为输出端电压，f_g为工频电网频率。