[发明专利]考虑阻尼的虚拟同步机系统的控制方法和装置

权利要求书

1.一种考虑阻尼的虚拟同步机系统的控制方法，其特征在于，包括：

建立虚拟同步发电机系统的动态模型；所述动态模型用于表征所述虚拟同步发电机系统的稳定平衡点；

通过所述动态模型构造所述虚拟同步发电机系统的能量函数，并结合李雅普诺夫理论导出所述虚拟同步发电机系统的稳定域；

通过所述动态模型、能量函数和所述稳定域，生成所述虚拟同步发电机系统的全局稳定条件和基于任意系统轨迹的能量关系；

根据所述能量关系和全局稳定条件，确定所述虚拟同步发电机系统的阻尼系数的取值，以实现对所述虚拟同步发电机系统的控制。

2.如权利要求1所述的一种考虑阻尼的虚拟同步机系统的控制方法，其特征在于，所述虚拟同步发电机系统的动态模型，具体为：

其中，θ_(0),k为所述虚拟同步发电机系统在第k周期的稳定平衡点相位，为周期的集合，P₀为有功功率设定值，ω_s为无限大母线频率，ω_c(0)为所述虚拟同步发电机系统在第0周期的稳定平衡点处的角频率，U_P为公共耦合点的点电压，U_s为无穷大母线电压，L_l为传输线的电感，θ_s为无限大母线的相位。

3.如权利要求2所述的一种考虑阻尼的虚拟同步机系统的控制方法，其特征在于，所述通过所述动态模型构造所述虚拟同步发电机系统的能量函数，具体为：

对所述动态模型进行坐标变换，获得所述虚拟同步发电机系统的第一动态方程，根据所述第一动态方程，构造所述虚拟同步发电机系统的能量函数；其中，所述第一动态方程为：

x＝θ-θ_(0),k,y＝ω_c-ω_s；

其中，x、y和g(x)为中间变量，D为阻尼，k_d为虚拟阻尼系数，T_J为虚拟同步控制惯性时间常数，θ为d轴和x轴之间的夹角，ω_c为换流器频率；

所述能量函数E(x,y)为：

其中，G(x,y)为中间变量。

4.如权利要求3所述的一种考虑阻尼的虚拟同步机系统的控制方法，其特征在于，所述结合李雅普诺夫理论导出所述虚拟同步发电机系统的稳定域，具体为：

通过李雅普诺夫理论，基于所述能量函数确定中间变量x的范围：

其中，x_a和x_b为所述虚拟同步发电机系统的两个稳定平衡点；

将所述中间变量x的范围扩展至任意周期，获得所述虚拟同步发电机系统的稳定域：

其中，θ_uep,k为第k个周期的不平衡稳定点。

5.如权利要求4所述的一种考虑阻尼的虚拟同步机系统的控制方法，其特征在于，所述能量关系具体为：

其中，E_p和E_q分别为点P(x_p,y_p)和点Q(x_q,y_q)的能量，所述点P和点Q构成所述虚拟同步发电机系统的轨迹

6.如权利要求5所述的一种考虑阻尼的虚拟同步机系统的控制方法，其特征在于，所述全局稳定条件具体为：一个周期内阻尼耗散能量大于临界值；所述临界值为相邻两个不平衡稳定点的势能变化值。