[发明专利]考虑虚拟同步机功角影响的阻抗自适应功率解耦控制方法

权利要求书

1.考虑虚拟同步机功角影响的阻抗自适应功率解耦控制方法，其特征在于，在分布式电源的三相逆变电路中，直流侧由清洁能源或储能装置并联电容构成，交流侧后接滤波器，并通过线路接入电网；定义逆变器输出电压E与电网电压U之间的夹角为功角δ，通过实时调节虚拟阻抗值补偿功角对无功功率控制环路的影响，实现功率解耦；其中虚拟阻抗包括虚拟电阻R_v和虚拟电感L_v，虚拟电感L_v对应的虚拟感抗用X_v表示；

该控制方法具体包括以下步骤：

(1)利用输出有功功率P_e估算功角的波动量Δδ：

式中，P₀、δ₀为虚拟同步机稳态工作点输出功率及功角；K_cor为功角波动量估算的比例系数，根据稳态工作点输出功率与功角的比进行确定；

(2)利用步骤(1)所得功角波动量Δδ计算虚拟阻抗的虚拟电阻值R_v和虚拟感抗值X_v：

式中，X₀、R₀分别为稳态工作点总的系统感抗与电阻值；

K_Const是与稳态工作点相关的常量值，由虚拟同步机的阻抗角θ的稳态分量θ₀及功角δ的稳态分量δ₀决定：

(3)将虚拟阻抗值R_v和虚拟电感L_v加入到逆变器电压控制环，即以参考电势减去虚拟阻抗上的压降作为内环电压环控制的参考值，在复平面的具体表达式如下：

E_O^*(s)＝E_r(s)-(R_V+sL_V)·I(s)

式中，E_O^*(s)为计算后所得到的电压控制环的给定值；E_r(s)为参考电势，由上级虚拟同步机控制环得到；I(s)为实际并网电流；

(4)将上一步所得到的电压给定值E_O^*(s)作为内环电压控制环的给定信号，以内环控制的输出信号作为逆变器的控制信号，其中内环为电压和电流的双闭环控制。