[发明专利]基于虚拟同步发电机型分布式电源的配电网电压控制方法

摘要

本发明公开了一种基于虚拟同步发电机型分布式电源的配电网电压控制方法，本方法使用的VSG‑DG控制系统通过电压电流采集模块采集VSG‑DG的内环电流、输出电流和VSG‑DG并网的PCC处电压，经过功率计算模块、有功‑频率控制模块和无功‑电压控制模块，用以模拟同步发电机的有功调频与无功调压功能，再通过电压转换模块、电压补偿控制模块、直流电压控制模块和电流控制模块，实现VSG‑DG的输出外特性与同步发电机外特性一致，其中无功‑电压控制模块根据PCC电压波动情况，自适应设置PCC电压补偿参考值，有效抑制PCC处电压波动。

主权项

一种基于虚拟同步发电机型分布式电源的配电网电压控制方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、构建虚拟同步发电机型分布式电源VSG‑DG的控制系统，主要包括电压电流采集模块、功率计算模块、有功‑频率控制模块、无功‑电压控制模块、电压转换模块、电压补偿控制模块、直流电压控制模块和电流控制模块，电压电流采集模块用于采集VSG‑DG的内环电流值、输出电流值及VSG‑DG并网的公共母线PCC处电压值，电压电流采集模块的输出端连接功率计算模块的输入端、无功‑电压控制模块的输入端和电流控制模块的输入端，功率计算模块的输出端连接有功‑频率控制模块的输入端、无功‑电压控制模块的输入端和电压补偿模块的输入端，有功‑频率控制模块的输出端和无功‑电压控制模块的输出端均连接电压转换模块的输入端，电压转换模块的输出端连接电压补偿控制模块的输入端，电压补偿控制模块的输出端和直流电压控制模块的输出端均连接电流控制模块的输入端，电流控制模块的输出端连接VSG‑DG的三相全桥逆变器；S2、电压电流采集模块采集VSG‑DGi接入的PCC处电压在三相静止abc坐标系的值vabc和VSG‑DGi的输出电流在三相静止abc坐标系的值iabc,i，计算PCC处电压vabc的模值V，并将其转换为在两相静止αβ坐标系中的实时电压值vαβ，其中VSG‑DGi为接入PCC的第i个VSG‑DG；S3、功率计算模块计算VSG‑DGi的输出无功Qi和输出有功Pi；S4、无功‑电压控制模块根据PCC电压波动情况，自适应设置PCC电压补偿参考值Vref；S5、设置VSG‑DGi的输出无功参考值Qref,i和输出有功参考值Pref,i，无功‑电压控制模块根据电压补偿参考值Vref、输出无功Qi和输出无功参考值Qref,i，输出VSG‑DGi的虚拟定子内电动势其中，ku和K分别是无功‑电压控制模块的下垂系数与积分系数；有功‑频率控制模块根据输出有功Pi和输出有功参考值Pref,i，输出VSG‑DGi的虚拟电角度其中，J为转动惯量，D为阻尼系数，ω为VSG转子角频率；S6、电压转换模块通过虚拟定子内电动势Ei和虚拟电角度θ1,i，计算控制参考电压其中S7、电压补偿模块根据控制参考电压实时电压vαβ和输出无功Qi，计算VSG‑DGi的输出电流参考过程量其中nP,i为有功分配系数，ke,p为电压误差比例系数，kP,P、kI,P分别为电压补偿模块的比例系数和积分系数；S8、设置VSG‑DGi的额定直流电压采集VSG‑DGi的直流侧电压VDC,i，直流电压控制模块计算为将实时直流电压维持在额定直流电压而VSG‑DGi需吸收的有功功率其中kP,DC和kI,DC分别为直流电压控制模块的比例系数和积分系数，并计算需吸收的有功电流S9、电流控制模块将输出电流参考值与VSG‑DGi的额定电流IN比较后，合成脉冲宽度调制输入信号，经过脉冲宽度调制后输出给VSG‑DGi的三相全桥逆变器。