[发明专利]一种虚拟同步发电机转动惯量的自适应控制方法

摘要

针对基于虚拟同步发电机控制策略中，频率变化时转动惯量难以兼顾系统响应快速性和减弱对系统频率冲击性的缺点，提出了一种虚拟同步发电机转动惯量的自适应控制方法。当频率偏移量超出允许范围时，调节转动惯量，以减缓频率的变化；频率恢复时，调节转动惯量以实现频率的迅速恢复。该方法既能充分体现对传统同步发电机的惯性优势，又能兼顾逆变器固有的动态性能及其稳定性，而且使电网运行的经济性得以提高。

主权项

1.一种虚拟同步发电机转动惯量的自适应控制方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：步骤1，采集一个开关周期内的电网电压ea、eb、ec，微网逆变器输出的电容电压uoa、uob、uoc，桥臂侧电感电流iLa、iLb、iLc和输出侧电流ioa、iob、ioc，经坐标变化得到同步旋转坐标系下的电容电压uod、uoq，电感电流iLd、iLq和输出侧电流iod、ioq；步骤2，根据步骤1中得到的旋转坐标系下的电容电压，输出侧电流经过功率计算模块得到有功功率P和无功功率Q；步骤3，根据步骤2中得到的有功功率P、微网逆变器中给定的有功功率参考值Pref及自适应控制算法得到的最优虚拟转动惯量J，经过调速器可以得到微网逆变器角频率ω*，对该角频率ω*做积分，得到虚拟同步发电机的矢量角θ*；步骤4，根据步骤2中得到的无功功率Q、微网逆变器给定的无功功率参考值Qref和参考电压Uref，经过励磁器得到虚拟同步发电机的端电压U*；步骤5，根据步骤4中得到的端电压U^*和步骤1中得到的旋转坐标系下的电容电压u_od、u_oq，通过电压控制器得到电感电流参考信号再根据电感电流参考信号和步骤1中得到的电感电流i_Ld、i_Lq，以及输出电容电压u_od、u_oq，将它们通过电流控制器得到控制信号u_d、u_q；步骤6，根据步骤5得到的控制信号ud、uq和步骤3中得到的矢量角θ*，经同步旋转坐标系的反变换到调制波信号ua、ub、uc，再经过SPWM模块，生成逆变器电力电子元件的通断控制信号m。