[发明专利]一种基于虚拟同步控制的暂态功率协调控制系统及方法

权利要求书

1.一种基于虚拟同步控制的暂态功率协调控制系统，其特征在于，包括：逆变电源、柴油发电机组、角频率检测器、逆变电源控制器；所述逆变电源控制器包括：信号采集模块、暂态互阻尼计算模块和虚拟阻抗计算模块；

所述逆变电源与所述柴油发电机组均接入电网中的交流母线；所述角频率检测器的一端与所述柴油发电机组电流电连接，所述角频率检测器的另一端与所述逆变电源控制器的一端通信连接；所述逆变电源控制器的另一端与所述逆变电源电连接；

所述信号采集模块用于：采集所述逆变电源的输出角频率、所述逆变电源的滤波阻抗、所述逆变电源同步发电机的暂态电抗、所述逆变电源到公共耦合点的线路阻抗、所述逆变电源同步发电机到公共耦合点的线路阻抗；

所述角频率检测器用于：采集所述柴油发电机组的输出角频率，并将所述输出角频率发送到所述逆变电源控制器；

所述暂态互阻尼计算模块用于：将所述柴油发电机组的输出角频率与所述逆变电源的输出角频率作差计算后，乘以互阻尼系数得到暂态互阻尼；

所述虚拟阻抗计算模块用于：基于虚拟阻抗计算公式，根据所述逆变电源的滤波阻抗、所述逆变电源同步发电机的暂态电抗、所述逆变电源到公共耦合点的线路阻抗、所述逆变电源同步发电机到公共耦合点的线路阻抗计算，得到虚拟阻抗；

所述逆变电源控制器用于：分别对所述逆变电源的输出电压、输出电流进行派克变换后加入所述虚拟阻抗；再通过在控制环节引入所述暂态互阻尼对所述逆变电源的输出角频率进行更新；

所述虚拟阻抗计算公式为：

式中，X_vs为所述虚拟阻抗，S_n2为柴油发电机组额定容量，X′_d为所述逆变电源同步发电机的暂态电抗，X_line2为所述逆变电源同步发电机到公共耦合点的线路阻抗，S_n1为所述逆变电源的额定容量，X_filt为所述逆变电源的滤波阻抗，X_line1为所述逆变电源到公共耦合点的线路阻抗。

2.根据权利要求1所述的基于虚拟同步控制的暂态功率协调控制系统，其特征在于，所述逆变电源控制器，还包括：逆变电源输出角频率更新模块；

所述逆变电源输出角频率更新模块用于：将所述暂态互阻尼代入到逆变电源输出角频率计算公式中，计算得到更新后的所述逆变电源输出角频率。

3.根据权利要求2所述的基于虚拟同步控制的暂态功率协调控制系统，其特征在于，所述逆变电源控制器，还包括：EPWM更新模块；

所述EPWM更新模块用于：根据更新后得到的所述逆变电源的输出角频率对EPWM的占空比进行更新。

4.根据权利要求3所述的基于虚拟同步控制的暂态功率协调控制系统，其特征在于，所述逆变电源输出角频率计算公式为：

式中，T_m为输入转矩，T_e为电磁转矩，D_p为下垂反馈系数，ω_n为所述逆变电源同步发电机的输出角频率，ω_vsg为所述逆变电源的输出角频率，D_dm为互阻尼系数，ω_dgs为所述柴油发电机组的输出角频率，ω_vsg¹为更新后的所述逆变电源输出角频率，J_vsg为所述逆变电源的虚拟转动惯量。