[发明专利]一种虚拟同步发电机故障穿越控制方法

摘要

本发明涉及一种虚拟同步发电机故障穿越控制方法，涉及虚拟同步发电机技术领域，该方法采用具有回差特性的故障状态判断环节和逐波限流控制模块，最终生成最终开关管的PWM调制信号Ua*,Ub*,Uc*，使得故障运行时不需要进行电流环与电压环的切换，保证了控制环路控制的连续性；同时，逐波限流的快速性与外环指令切换控制方案相结合，既能抑制瞬态过电流，又能保障在故障过程中的电压和电流波形指令。

主权项

1.一种虚拟同步发电机故障穿越控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1.采样、坐标变换采集虚拟同步发电机滤波电容电压U_cm＝{u_ca,u_cb,u_cc}，虚拟同步发电机桥臂侧电感电流I_Lm＝{i_La,i_Lb,i_Lc},虚拟同步发电机输出电流I_om＝{i_oa,i_ob,i_oc},虚拟同步发电机公共连接点电压E_m＝{e_a,e_b,e_c}；对虚拟同步发电机滤波电容电压u_ca,u_cb,u_cc、桥臂侧电感电流i_La,i_Lb,i_Lc和输出电流i_oa,i_ob,i_oc分别进行单同步旋转坐标变换得到滤波电容电压的dq分量U_cd,U_cq、桥臂侧电感电流的dq分量I_Ld,I_Lq，输出电流的dq分量I_od,I_oq；步骤2.计算平均有功功率P、平均无功功率Q、滤波电容电压幅值U_cm和电流幅值I_om根据滤波电容电压的dq分量U_cd,U_cq和输出电流的dq分量I_od,I_oq，经过有功功率计算方程和无功功率计算方程得到平均有功功率P和平均无功功率Q；对虚拟同步发电机公共连接点电压e_a,e_b,e_c，经过锁相环环节得到角频率ω_com，根据滤波电容电压的dq分量U_cd,U_cq和输出电流的dq分量I_od,I_oq，通过幅值计算方程得到滤波电容输出电压幅值U_cm和输出电流幅值I_om。步骤3.计算虚拟同步发电机的有功功率指令P_m、端电压指令U^*、矢量角θ根据角频率ω_com、虚拟同步发电机给定的有功功率指令P₀、虚拟同步发电机给定有功功率指令P₀时的额定角频率ω₀，采用具有回差特性的故障状态判断环节，得到虚拟同步发电机的有功功率指令P_m和端电压指令U^*；根据平均有功功率P、有功功率指令P_m以及额定角频率ω₀，经过攻角控制方程得到虚拟同步发电机的矢量角θ；步骤4.计算控制信号U_d,U_q根据端电压U^*和滤波电容电压dq的分量U_cd,U_cq，通过电压控制方程得到控制信号U_d,U_q；步骤5.生成PWM调制信号U_a^*,U_b^*,U_c^*将控制信号U_d,U_q经过单同步旋转坐标反变换并经过PWM调制，得到三相桥臂电压调制信号U_a,U_b,U_c，U_a,U_b,U_c通过具有回差特性的逐波限流控制模块生成最终开关管的PWM调制信号U_a^*,U_b^*,U_c^*。