[发明专利]基于同步发电机五阶数学模型的虚拟同步机建模方法

摘要

一种基于同步发电机五阶数学模型的虚拟同步机建模方法，属于新能源电力变换技术领域。采集了逆变电源网侧LC滤波器的输出电压、电流及频率，利用上述各量计算得到滤波器输出有功、无功功率、电压。其中滤波器输出无功功率及滤波电容电压幅值通过虚拟励磁控制器产生维持电网电压稳定的虚拟励磁电势，连同上述滤波器输出有功功率及PLL输出频率通过虚拟同步发电机控制器得到逆变器输出电压参考值，作为PWM逆变器调制信号。能够模拟真正同步机动态，有利于微网的稳定运行。优点在于，克服了目前虚拟同步发电机技术在建模上常采用低阶模型，无法更准确的模拟同步发电机的动态的缺陷。

主权项

一种基于同步发电机五阶数学模型的虚拟同步机建模方法，其特征在于：具体工艺步骤及控制的技术参数如下：(1)采集逆变电源网侧LC滤波器输出电压(Ua,Ub,Uc)、电流(iga,igb,igc)，利用dq变换提取d、q轴分量(Ud,Uq,id,iq)，经计算、低通滤波得到LC滤波器输出有功P、无功功率Q和电压幅(V；(2)将LC滤波器输出无功功率Q和电压幅值V作为虚拟励磁控制器的输入得到维持微电网电压稳定的虚拟励磁电势Ef；(3)将LC滤波器输出电流d、q轴分量(id,iq)，LC滤波器输出有功功率P，虚拟励磁电势Ef和电网频率ωgrid作为采用五阶数学模型建模的虚拟同步发电机控制器的输入量，得到逆变器输出电压d、q轴参考指令值(edref,eqref)及逆变器输出频率ω；(4)将虚拟同步发电机控制器的输出电压d、q轴参考指令值(edref,eqref)及逆变器输出频率ω作为电压电流双环控制的输入量，得到PWM控制信号，进而调节逆变电源输出功率，维持微电网频率稳定。