[发明专利]基于自抗扰电流控制的虚拟同步机控制方法及系统

权利要求书

1.一种基于自抗扰电流控制的虚拟同步机控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、确定逆变器d、q轴的调制波信号c_d、c_q的频域表达式c_d(s)、c_q(s)：

其中，B₀和K_p均为控制器增益；ω₀为线性扩张状态观测器带宽，i_dref(s)为对实际电压参考值进行有功功率控制得到的d轴电流指令值，i_qref(s)为对实际角频率参考值进行无功功率控制得到的q轴电流指令值，i_d(s)、i_q(s)分别为逆变器d轴、q轴输出电流实际值；

S2、对c_d(s)、c_q(s)进行反坐标变换，将反坐标变换的结果与逆变器交流侧公共点PCC三相电压u_a、u_b、u_c经电网电压前馈环节的输出叠加，得到PWM调制波信号；

S3、对PWM调制波信号进行PWM调制，得到逆变器开关管的占空比信号，经逆变器的驱动保护电路，控制逆变器开关管的开通与关断。

2.根据权利要求1所述的基于自抗扰电流控制的虚拟同步机控制方法，其特征在于，i_dref(s)、i_qref(s)的具体获取过程包括：

1)在每个采样周期的起始点，对逆变器交流侧公共点PCC三相电压u_a、u_b、u_c进行采样；

2)将采样得到的PCC点三相电压u_a、u_b、u_c输入锁相环控制器，得到d轴电网电压实际值u_d、电网电压角频率实际值ω_g、电网电压相角θ_PLL；

3)将d轴电网电压指令信号V_m与d轴电网电压实际值u_d作差，得到实际电压参考值将电网电压角频率指令信号ω_n与电网电压角频率实际值ω_g作差，得到实际角频率参考值

4)对实际电压参考值与实际角频率参考值分别进行无功功率控制和有功功率控制，得到电流控制器指令值i_dref(s)和i_qref(s)。

3.根据权利要求2所述的基于自抗扰电流控制的虚拟同步机控制方法，其特征在于，所述锁相环控制器的传递函数G_PLL(s)为：其中，k_{p_PLL}为比例增益，k_{i_PLL}为积分增益。

4.根据权利要求2所述的基于自抗扰电流控制的虚拟同步机控制方法，其特征在于，步骤4)中，利用以下公式分别实现虚拟同步机控制中有功功率控制和无功功率控制：

P_e＝(Jω_ns+D_pω_n)(ω_n-ω_g)+P_set；

Q_e≈(Ks+D_q)(V_m-u_d)+Q_set；

其中P_set和Q_set分别为有功功率参考值和无功功率参考值，P_e和Q_e分别为输出有功功率和无功功率的瞬时值，J为虚拟转动惯量，D_p和D_q分别为有源阻尼系数和无源阻尼系数，K为无功惯性系数，V_m为相电压峰值。