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专利号: 2020104629465
申请人: 燕山大学
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:

1.一种基于虚拟同步发电机特性的孤岛微电网控制策略,其特征在于:包括以下步骤:S1:采集分布式电源的滤波器滤波电感处的电压vabc、电流iabc、与滤波后的电流i0abc;

S2:将滤波电感处的电压vabc、电流iabc、与滤波后的电流i0abc经过派克变换转换得到dq坐标系下输出的分布式电源的电压vdq和电流i0dq;

S3:分布式电源的电压vdq和电流i0dq经过功率模块得到平均有功功率P与平均无功功率Q;

S4:有功功率P与平均无功功率Q经过虚拟同步发电机控制模块得到虚拟发电机的输出电压UVSG与角频率ωVSG;

S5:输出电压UVSG与角频率ωVSG经过电压合成模块、通过dq坐标变换后得到第一参考电压S6:第一参考电压 经过虚拟阻抗控制模块得到第二参考电压

S7:第二参考电压 滤波电感处的电压vabc、电流iabc、与滤波后的电流i0abc经过电压电流双环控制模块,得到逆变桥调制电压信号的d轴和q轴分量S8:逆变桥调制电压信号的d轴和q轴分量 经过反派克变换、再通过PWM生成器得到可控正弦脉宽调制信号m*传送给分布式电源的逆变器。

2.根据权利要求1所述的一种基于虚拟同步发电机特性的孤岛微电网控制策略,其特征还在于:平均有功功率P与平均无功功率Q通过如何公式获得:式中,ωc表示滤波器的转折频率;s表示拉普拉斯算子,p、q分别表示瞬时有功和无功功率。

3.根据权利要求1所述的一种基于虚拟同步发电机特性的孤岛微电网控制策略,其特征还在于:所述虚拟同步发电机模块的P-ω控制器的传递函数为:其中:J为虚拟同步发电机转动惯量,ωVSG为VSG虚拟转子转速,ωgrid为电网实际角频率,当微电网处于稳态时ωVSG=ωgrid;Pref为VSG输出有功功率参考值;P为VSG输出有功功率;θVSG为VSG虚拟转角,P0为输出有功功率额定值;Dp为有功功率—频率下垂系数;ω0为角频率额定值。

4.根据权利要求1所述的一种基于虚拟同步发电机特性的孤岛微电网控制策略,其特征还在于:通过如下公式得到VSG输出电压值UVSG:其中,Q0为输出无功功率额定值;Dq为无功功率—电压下垂系数;Ugrid为电网实际电压;

U0为电压额定值,Q为VSG输出无功功率,kv为惯性系数,UVSG为VSG输出电压有效值。

5.根据权利要求1所述的一种基于虚拟同步发电机特性的孤岛微电网控制策略,其特征还在于:所述电压合成模块由VSG输出电压有效值UVSG通过下式得到参考电压在abc坐标系下的表达式v0a′、v0b′、v0c′:将式(10)所得结果进行dq坐标变换便可得到参考电压dq轴分量

6.根据权利要求1所述的一种基于虚拟同步发电机特性的孤岛微电网控制策略,其特征还在于:所述虚拟阻抗控制模块的传递函数如下:其中,Rv、Xv分别是虚拟电阻和虚拟电抗; 分别为虚拟阻抗控制模块的dq轴输入电压,i0d、i0q为逆变器输出电流i0abc的dq轴分量, 为电压参考值。

7.根据权利要求1所述的一种基于虚拟同步发电机特性的孤岛微电网控制策略,其特征还在于:电压电流双环控制模块包括电压控制外环和所述电流内环控制,所述电压控制外环的数学模型表示为:式中, 分别表示滤波电感电流的dq轴分量参考值,为电压控制外环输出结果,为电压参考值;kPv、kIv分别为电压控制中PI控制的比例参数和积分参数;Cf表示滤波电容,所述电流内环控制的数学模型表示为:

式中, 分别为逆变桥调制电压信号的d轴和q轴分量;id、iq分别为iabc的d轴和q轴分量;kPc、kIv分别为电流控制中PI控制的比例参数和积分参数;Lf表示滤波电感。