[发明专利]一种虚拟同步机的阻尼支撑策略

权利要求书

1.一种虚拟同步机的阻尼支撑策略，其特征在于，具体按照以下步骤实施：

步骤1、建立同步发电机二阶模型，获得功率-频率的传递函数；具体过程为：取同步发电机极对数为1，建立同步发电机二阶模型等效摇摆方程：

式(1)中:P_m为同步发电机机械功率，P_e为电磁功率；ω为同步发电机电角速度，因为极对数为1，电角速度与机械角速度ω相同，Δω为电角速度与额定电角速度之差，H为惯性时间常数，D为阻尼系数，θ为电角度；

步骤2、通过虚拟同步机VSG并网控制电路对同步发电机二阶模型施加功率扰动，计算该功率扰动下频率响应函数；具体过程为：

通过虚拟同步机VSG并网控制电路对同步发电机二阶模型施加功率扰动，考虑功率扰动下频率响应的传递函数为：

其中，

其中ω_n为无阻尼振荡频率，ξ为阻尼比，Δω为电角速度与额定电角速度之差，R_d为下垂系数，H为惯性时间常数，D表示阻尼系数；

当系统发生扰动时，单位阶跃响应即s域的频率偏差响应函数为：

其中ω_d为阻尼振荡频率

步骤3、对功率扰动下频率响应函数求导，并设置阻尼系数，获得扰动后的稳态频率；具体过程为：

将频率偏差响应函数转换到时域，并加上扰动前的稳态频率，得扰动后频率：

其中

对扰动后频率进行求导得:

令式(6)为0，得到到达频率最低点的时间为：

将(7)带入(5)可得频率最低点为：

当频率响应到达稳态频率时，公式(5)中的衰减相为0，得扰动后的稳态频率为：

其中，D表示阻尼系数。

2.根据权利要求1所述一种虚拟同步机的阻尼支撑策略，其特征在于，所述设置阻尼系数具体过程为：利用最优二阶系统分析法，确定关于惯性时间常数的阻尼参数表示为：