[发明专利]一种采用自适应调节的虚拟同步发电机频率控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及电机频率控制方法领域，具体是一种采用自适应调节的虚拟同步发电机频率控制方法。

背景技术

随着电力需求及高能源效率需求的日益增长，新能源分布式发电并入大电网成为今后电网发展的主要趋势。然而，分布式发电输出大多为直流或功频交流电，需要通过不同形式的电力电子逆变器接入配电网。由于这些逆变器不具备同步发电机的大转动惯量及调频调压特性，给电网稳定性带来了极大的负面影响。因此，研究分布式电源逆变器的控制方法势在必行。

传统逆变器在微网不同运行模式下采用不同的控制方法，且不具备同步发电机的大转动惯量及调频调压特性，总体来说传统逆变器的控制方法不能满足将微网接入大电网的要求。本发明所涉及的虚拟同步发电机借鉴了同步发电机的数学模型与调速器控制策略，使电力电子逆变器具有了大转动惯量、频率-有功下垂特性及同步运行特性，使其可以作为各种新能源发电接入配电网的统一接口。然而，当虚拟同步发电机采用调速器调频时，工作机制与电力系统一次调频过程基本相同，为有差调节；另外，当采用分散式二次调频时，调频系统中PI调节器的参数选取困难，且系统负荷变化较大时可能产生严重的超调问题。

综上所述，现有的虚拟同步发电机的频率控制方法均存在一定不足，无法满足微网负荷变化时频率调节的要求，有必要提出一种新的适用于微网系统的虚拟同步发电机频率控制方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种采用自适应调节的虚拟同步发电机频率控制方法，以快速实现频率的无差调节，提高发电系统运行的稳定性。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种采用自适应调节的虚拟同步发电机频率控制方法，其特征在于：包括如下步骤：

(1)、建立虚拟同步发电机数学模型：

(1-1)、虚拟同步发电机主电路设计为三相全桥逆变电路，用直流侧电压V_DC模拟同步发电机的原动机部分，用逆变器输出端A、B、C相的电压e_a、e_b、e_c模拟同步发电机的感应电动势，用虚拟同步发电机端电压u_a、u_b、u_c模拟同步发电机定子输出端电压，将测量得出虚拟同步发电机的端电压、电流送入虚拟同步发电机控制器，根据其数学模型计算出逆变器的控制信号，然后将该信号转换为驱动逆变器的PWM信号，以控制逆变器中各个IGBT的导通与关断，从而改变虚拟同步发电机的输出电压和频率；

(1-2)、模拟同步发电机定子电压方程及转子运动方程，得出虚拟同步发电机控制器数学模型，为：

U.=E.-I.(ra+jxd)Pmω-Peω-D·Δω=JdΔωdtω=dθdt;]]>