[发明专利]一种基于同步发电机标准三阶模型的光伏并网逆变器主动支撑控制方法

权利要求书

1.一种基于同步发电机标准三阶模型的光伏并网逆变器主动支撑控制方法，其特征是：包括Boost电路控制和光伏并网逆变器控制两部分，其中Boost变换器采用基于前级DC/DC变换器的MPPT控制；光伏并网逆变器采用标准三阶模型的VSG控制。

2.根据权利要求1所述的一种基于同步发电机标准三阶模型的光伏并网逆变器主动支撑控制方法，其特征是：所述Boost变换器采用基于前级DC/DC变换器的MPPT控制，Boost变换器根据光伏电池输出电压电流检测，通过MPPT控制算法得出调节光伏电池工作点的电压指令U_erf，将U_ref与光伏电池输出电压的采样值U_PV相减，经过PI调节器进行Boost变换器的输入电压闭环控制，实现光伏电池的MPPT控制。

3.根据权利要求1所述的一种基于同步发电机标准三阶模型的光伏并网逆变器主动支撑控制方法，其特征是：所述Boost变换器的输出功率因环境的变化而不断变化，控制系统设计时，后级网侧变流器直流电压外环的控制响应快于前级Boost变换器的MPPT控制响应。

4.根据权利要求1所述的一种基于同步发电机标准三阶模型的光伏并网逆变器主动支撑控制方法，其特征是：所述光伏并网逆变器采用标准三阶模型的VSG控制，是指根据同步发电机的转子运动方程及暂态电压方程建立标准三阶模型，用以模拟同步发电机的励磁器及调速器，增加光伏机组并网的惯量特性和阻尼特性，摆脱并网运行常用的PLL控制。

5.根据权利要求1所述的一种基于同步发电机标准三阶模型的光伏并网逆变器主动支撑控制方法，其特征是：所述光伏并网逆变器控制采用标准三阶模型的虚拟同步发电机VSG控制，包括电磁模型的励磁器、机械模型的调频器以及内环控制器；励磁器控制虚拟同步发电机输出的电压幅值，调频器控制输出有功功率及输出电压角频率，内环控制器通过对逆变器内部动态特性进行建模实现控制快速性并限制故障电流。

6.根据权利要求5所述的一种基于同步发电机标准三阶模型的光伏并网逆变器主动支撑控制方法，其特征是：所述励磁器的励磁环根据同步发电机的暂态电压方程进行设计，通过并网点电压参考值与实际值之差的反馈环节，来修正电压跌落后稳定值时与初始值的偏差，模拟同步发电机外端口的调压特性，为系统提供电压惯性支撑。

7.根据权利要求5所述的一种基于同步发电机标准三阶模型的光伏并网逆变器主动支撑控制方法，其特征是：所述调频器分为主动支撑控制环节和频率恢复环节两部分，主动支撑控制环节模拟同步发电机的转子运动方程，为系统提供必要的惯量和阻尼支撑；频率恢复环节模拟同步发电机的一次调频特性，提高电力系统的频率稳定支撑能力；

主动支撑控制环节在系统负荷突增瞬间降低系统频率变化率，同时延缓频率降低的速度，抑制频率震荡，起到惯量支撑作用；同时主动支撑控制摆脱了并网逆变器使用PLL锁相环,使逆变器内部控制不依附于电网频率变化而变化；

频率恢复环节模拟有功-频率下垂特性，形成了频率实际值与参考值之差的频率反馈环用以修正频率跌落的同时为系统提供调频支撑的部分功率，功率支撑效果的强弱由频率波动幅值大小下垂系数的设置决定，模拟同步发电机的一次调频环节对系统的频率进行有差调节。

8.根据权利要求5所述的一种基于同步发电机标准三阶模型的光伏并网逆变器主动支撑控制方法，其特征是：内环控制器采用基于dq解耦的电压电流双闭环控制结构，分为电压外环和电流内环，采用PI控制器来调节滤波电容电压，并得到电流参考值，从而将光伏并网逆变器等效成电压源型的虚拟同步发电机。