[发明专利]一种不平衡电网电压下的虚拟同步机有功平衡控制方法

摘要

本发明公开了一种不平衡电网电压下的虚拟同步机有功平衡控制方法，属于电力控制技术领域。具体如下：首先，建立虚拟同步发电机模型，采集电网电压，并对其进行正负序分离，获得正序电压的有功以及无功分量。然后，利用同步发电机的定子电气方程，得到电压不平衡时使得电流平衡的dq坐标下的电流指令值，并将其作为基准指令值。最后，分析正、负序电压和电流的幅值和相位的约束关系，得到在dq坐标系下基准指令基础上用正序电压和正序电压电流的角度关系表示的补偿电流指令值并采用准PR控制器，实现对电流的无差跟踪控制，显著地抑制了有功功率的波动。

主权项

1.一种不平衡电网电压下的虚拟同步机有功平衡控制方法，其特征在于，包括如下步骤：/n步骤1，建立基于虚拟同步发电机的逆变器模型，包括通过虚拟同步发电机的转子运动方程建立逆变器有功环、通过无功电压下垂关系建立逆变器无功环，根据逆变器模型求得虚拟同步发电机的电势指令；/n步骤2，分析满足有功功率平衡的正、负序电压相位，正、负序电流相位，正、负序电压幅值和正、负序电流幅值之间的约束关系，推导求得电压电流角度关系式，并求得电流超前电压矢量角度；根据电流超前电压矢量角度求得功率平衡电流有功分量、无功分量；/n步骤3，通过1/4延时周期法，对电网电压进行正、负序分离，得到正序电压；分析虚拟同步发电机的定子电气方程，得到电网电压、电流以及电势分量关系式，求得电流平衡的正序电流指令；所述电网电压、电流以及电势分量关系式为：/n /n其中，i_d、i_q分别为电流指令有功、无功分量；分别为正序电流指令d、q分量；R、X分别为逆变器到电网之间的总等效电阻、电抗；分别为电势指令的d、q分量；分别为正序电压的d、q分量；/n步骤4，根据步骤2得到的功率平衡电流以及步骤3得到的电流平衡的正序电流指令之间的差值，得到补偿电流指令；对步骤3电流平衡的正序电流指令进行补偿，采用前馈解耦方法，用准比例谐振控制器，对逆变器输出电流进行无差跟踪；所述补偿电流指令为：/n /n /n其中，Δi_d、Δi_q分别为补偿电流的d、q分量；P_ref、Q_ref分别为有功、无功功率参考值；E为电势指令；β₃为电流超前电压矢量角度；为正序电流有功分量指令；β₁为正序电流分量超前正序电压分量的角度；/n步骤5，对步骤4所述逆变器输出电流进行跟踪后转化为PWM电压调制信号，使得逆变器工作，减小有功功率的二倍频分量，实现有功功率的平衡。/n