[发明专利]基于励磁状态分析的虚拟同步发电机低电压穿越控制方法

权利要求书

1.基于励磁状态分析的虚拟同步发电机低电压穿越控制方法，其特征在于，所述方法包括:

S1、执行准同期算法和VSG控制模块中的预同步算法，调节逆变器输出电压，自动选择并网时机闭合并网开关；

S2、并网瞬间将VSG控制模块中的预同步算法切出系统，并接入有功功率给定和无功功率给定，待有功功率给定和无功功率给定达到期望值，系统进入稳定运行状态；

S3、检测到电网发生低电压穿越故障，运用VSG控制模块中新下垂特性屏蔽原下垂特性响应，运用VSG控制模块中新有功环和新无功环保持VSG的虚拟电角速度和电势，并在附加电流环中计算电流给定的PI环节处加入限幅作用；

所述新下垂特性具体为将电网电压经过双同步锁相环分离出三相正序分量并计算三相正序分量的幅值，当系统判定为处于低电压穿越时，将所计算得到的幅值乘以变系数k′，使反馈值与电压幅值给定值抵消，进而在低电压穿越时屏蔽下垂特性响应；当电网稳态、电网扰动时用所计算的幅值直接触发下垂特性响应；

所述新有功环和新无功环具体为当系统判定为处于低电压穿越时，有功反馈直接赋值给有功给定，无功反馈直接赋值给无功给定；当系统判定为处于电网稳定、电网扰动时，有功给定值和无功给定值为各自的额定值；

S4、在电网故障期间，用附加电流环辅助系统欠励磁状态运行，限制有功功率输出，接入无功补偿支路；

所述限制有功功率输出具体为通过在附加电流环中计算d轴给定电流处加入限幅，使电流的有功分量减小；

所述无功补偿支路具体为在附加电流环中计算q轴给定电流处加入分量，当系统判定处于电网稳定、电网扰动阶段时当处于低电压穿越状态时，其中V_gd、V_gq为电网电压的d、q轴分量，I_gd为电网电流的d轴分量，为电网电流幅值额定值，k_i为低电压穿越期间的电流放大倍数，P为电网消耗的有功功率，V_pabc为电网电压正序分量的幅值；

S5、检测到电网故障恢复的瞬间，在附加电流环中计算电流给定的PI环节处取消限幅，切除无功补偿支路，延时数个工频周期后取消VSG控制模块中新有功环和新无功环的保持作用，取消新下垂特性中屏蔽下垂特性响应作用；

S6、电网故障恢复，VSG控制模块回到原设定状态并稳定运行；

所述变系数k′具体为其中V_pabc为电网电压正序分量的幅值，为电网电压幅值额定值。

2.如权利要求1所述的基于励磁状态分析的虚拟同步发电机低电压穿越控制方法，其特征在于，所述S3中所述附加电流环中计算电流给定的PI环节具体为以输入电压相量u_in的方向为d轴，将u_in和电网电压的正序分量变换至旋转坐标系中，将u_in的d轴分量减去电网电压正序分量的d轴分量经PI环节计算得d轴给定电流，将u_in的q轴分量减去电网电压正序分量的q轴分量经PI环节计算得q轴给定电流。

3.如权利要求1所述的基于励磁状态分析的虚拟同步发电机低电压穿越控制方法，其特征在于，所述S4中所述用附加电流环辅助系统欠励磁状态运行具体为用附加电流环减小VSG输出电势并提供容性无功支撑，以模拟同步发电机欠励磁状态特征。