[发明专利]一种考虑虚拟电阻和故障限流器的VSG故障穿越方法

权利要求书

1.一种考虑虚拟电阻和故障限流器的VSG系统，其特征在于：包括VSG、磁通耦合型故障限流器FC-FCL、自适应虚拟电阻控制AVRC的控制系统、第一滤波电感、第二滤波电感、第三滤波电感、第一附加电阻、第二附加电阻、第三附加电阻、第一滤波电容、第二滤波电容、第三滤波电容；直流电源用于模拟光伏新能源产生的直流电源电压，直流电源经DC/AC逆变器输出为交流电压，分别经第一滤波电感、第二滤波电感、第三滤波电感、第一附加电阻、第二附加电阻、第三附加电阻、第一滤波电容、第二滤波电容、第三滤波电容和磁通耦合型故障限流器FC-FCL，在公共耦合点(PCC)处与电网侧线路相连接；磁通耦合型故障限流器FC-FCL由快速开关、耦合变压器及限流线圈组成；自适应虚拟电阻控制AVRC的控制系统包括电流电压采样模块、功率计算模块、有功控制模块、无功控制模块和PWM调制波模块。

2.根据权利要求1所述考虑虚拟电阻和故障限流器的VSG系统的故障穿越方法，其特征在于：根据故障程度分为三个故障穿越方法，具体如下：

方法1、若判定为轻度故障，VSG沿用固有控制执行故障穿越；其中，V_gn为电网电压，V_res为故障后电网残压；

方法2、若判定为中度故障，采取自适应虚拟电阻限流控制，保障VSG的故障穿越能力；

方法3、若判定为重度故障，采取虚拟电阻控制协调故障限流器的VSG穿越措施；

其中，V_res为故障残压，V_gn为电网电压，A_{vth_low}为下限门槛电压，A_{vth_upp}为上限门槛电压。

3.根据权利要求2所述考虑虚拟电阻和故障限流器的VSG系统的故障穿越方法，其特征在于：方法1所述VSG沿用固有控制故障方程为：

式中，故障电阻R_f＝R_i+R_eq，故障电感L_f＝L_i+L_eq，i_f为故障电流，E_m为VSG电势，θ₁为E_m的相角，V_res为电网残压，θ₂为V_res的相角，ω_v为VSG的转速；

解得故障电流交流分量i_f-ac和直流分量i_f-dc分别为：

β＝arctanω_nL_f/R_f (4)

式中，β为修正阻抗角，I_f0是故障发生瞬间电流。

4.根据权利要求2所述考虑虚拟电阻和故障限流器的VSG系统的故障穿越方法，其特征在于：方法2所述虚拟电阻具有自适应性，即取值由故障程度决定：

其中，K_R为虚拟电阻系数；

当电压达到时，虚拟电阻取最大值R_v-max＝K_RV_gn(1-A_{vth_low})，此时式(2)和式(3)改写为：

式中，i_f-acVR表示投入虚拟电阻之后故障电流的交流分量，i_f-dcVR表示投入虚拟电阻之后故障电流的直流分量。