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专利号: 2018108298587
申请人: 河南城建学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 发电、变电或配电
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于自抗扰控制的虚拟同步机,包括有虚拟同步机控制模块、电气主电路模块以及由电流检测模块和幅值检测模块构成的检测控制模块,虚拟同步机控制模块接收无功给定值和有功给定值,虚拟同步机控制模块的输出端连接电气主电路模块,电气主电路模块的电流检测输出端、电压检测输出端分别通过电流检测模块和幅值检测模块连接虚拟同步机控制模块的电流控制端和电压控制端,其特征在于:还包括有电流自抗扰模块、电压自抗扰模块,电流自抗扰模块的输入端连接虚拟同步机控制模块的有功给定值输入端,电流自抗扰模块的输出端连接第一加法器的第一输入端,第一加法器的第二输入端连接电气主电路的电流检测输出端,第一加法器的输出端通过第一平均值模块连接虚拟同步机控制模块的电流控制端,电压自抗扰模块的输入端连接虚拟同步机控制模块的无功给定值输入端,电压自抗扰模块的输出端连接第二加法器的第一输入端,第二加法器的第二输入端连接电气主电路的电压检测输出端,第二加法器的输出端通过第二平均值模块连接虚拟同步机控制模块的电压控制端。

2.如权利要求1所述的基于自抗扰控制的虚拟同步机,其特征在于:所述的电流自抗扰模块和电压自抗扰模块均包括参考值产生模块、跟踪微分器TD、误差信号生成单元、非线性状态误差反馈控制律模块、第一减法器、补偿因子模块、滤波器模块、扩张状态观测器,所述的参考值产生模块的输入端与虚拟同步机控制模块的输入端连接,参考值产生模块的输出端连接跟踪微分器TD,跟踪微分器TD输出三个微分信号给误差信号生成单元,误差信号生成单元的输出端连接非线性状态误差反馈控制律模块的输入端,非线性状态误差反馈控制律模块的输出端连接第一减法器的第一输入端,第一减法器的第二输入端通过补偿因子模块的第一补偿因子连接扩张状态观测器的输出端,第一减法器的输出端连接滤波器模块的输入端,第一减法器的输出端还通过补偿因子模块的第二补偿因子连接扩张状态观测器的第一输入端,所述滤波器模块的输出端连接扩张状态观测器的第二输入端,所述滤波器模块的输出端即电流自抗扰模块和电压自抗扰模块的输出端。

3.如权利要求2所述的基于自抗扰控制的虚拟同步机,其特征在于:所述的电流自抗扰模块的参考值产生模块包括有电压参考值倒数模块和除法器,电压参考值倒数模块的输入端为参考值产生模块的输入端,电压参考值倒数模块的输出端连接除法器的输入端,除法器的另一输入端为虚拟同步机的相角的余弦值,除法器的输出端为参考值产生模块的输出端。

4.如权利要求2所述的基于自抗扰控制的虚拟同步机,其特征在于:所述的电压自抗扰模块的参考值产生模块包括有电流参考值倒数模块和除法器,电流参考值倒数模块的输入端为参考值产生模块的输入端,电流参考值倒数模块的输出端连接除法器的输入端,除法器的另一输入端为虚拟同步机的相角的余弦值,除法器的输出端为参考值产生模块的输出端。

5.如权利要求3或4所述的基于自抗扰控制的虚拟同步机,其特征在于:所述的误差信号生成单元包括三个减法器,三个减法器的第一输入端连接跟踪微分器TD的三个微分信号,三个减法器的第二输入端分别连接扩张状态观测器的三个观测输出端。

6.如权利要求5所述的基于自抗扰控制的虚拟同步机,其特征在于:所述的滤波器模块包括第二减法器、第一积分单元、第二积分单元、第三积分单元、系数b0单元和系数a1单元组成,第二减法器的第一输入端为滤波器模块的输入端,第二减法器的第二输入端连接系数a1单元的输出端,第二减法器的输出端连接到第一积分单元,第一积分单元的输出端通过第二积分单元连接第三积分单元的输入端,第二积分单元的输出端连接系数a1单元的输入端;第三积分单元的输出端连接系数b0单元,系数b0单元的输出端即滤波器模块的输出端,此输出端连接扩张状态观测器的第二输入端。

7.如权利要求6所述的基于自抗扰控制的虚拟同步机,其特征在于:所述的扩张状态观测器包括第三减法器、第四减法器,第四积分单元、第五积分单元、第六积分单元、反馈矩阵单元、增益b0单元、反馈增益a1单元、关于误差的非线性组合函数单元,第三减法器的第一输入端连接第二补偿因子的输出端,第二输入端连接反馈矩阵单元的输出端,反馈矩阵单元的输入端连接第四减法器的输出端;第三减法器的第三输入端连接反馈增益a1单元的输出端,反馈增益a1的输入端连接第五积分单元的输出端,第三减法器的输出端依次连接第四积分单元、第五积分单元、第六积分单元,其中第四积分单元、第五积分单元、第六积分单元的输出端分别连接关于误差的非线性组合函数单元的三个输入端,第四积分单元、第五积分单元、第六积分单元的输出端为扩张状态观测器的三个观测输出端;第六积分单元的输出端通过增益b0单元连接第四减法器的输入端,第四减法器的另一输入端为扩张状态观测器的第二输入端。