[发明专利]基于虚拟同步机的不平衡电压补偿控制方法

摘要

本发明公开了一种基于虚拟同步机的不平衡电压补偿控制方法。它采用基于陷波器滤波的功率计算方法，以消除一阶低通滤波器响应速度慢、稳定性差、无法消除不平衡负载带来的二次谐波等问题，计算出的有功和无功总功率作为下垂控制的反馈输入，并对产生的不平衡电压采用比例积分加谐振控制的方法抑制一部分不平衡电压，同时，采用一种不平衡电压补偿控制器，来进一步消除不平衡分量。它既能补偿不平衡电压，又能保持多机并联良好的均流度，可广泛地用于不平衡负载条件下的微网逆变器控制，以保持其离网运行时的输出电压平衡，并能多台并联运行。

主权项

一种基于虚拟同步机的不平衡电压补偿控制方法，包括微网逆变器输出电容电压的采集，其特征在于主要步骤如下：步骤1，先采集微网逆变器的输出电容电压U_ca,U_cb,U_cc、桥臂侧电感电流I_la,I_lb,I_lc和输出电流I_ox，经过单同步旋转坐标变换得到输出电容电压dq的分量U_cd,U_cq、桥臂侧电感电流dq的分量I_ld,I_lq和输出电流dq的分量I_od,I_oq，再利用输出电容电压U_ca,U_cb,U_cc和桥臂侧电感电流I_la,I_lb,I_lc，经过双同步旋转坐标变换得到电容电压的负序分量U_{C_N‑d},U_{C_N‑q}和电感电流的负序分量I_{L_N‑d},I_{L_N‑q}；步骤2，根据步骤1中得到的输出电容电压dq的分量U_cd,U_cq和输出电流dq的分量I_od,I_oq，经过有功功率计算方程和无功功率计算方程得到平均有功功率和平均无功功率步骤3，根据步骤2中得到的平均有功功率和微网逆变器给定的有功功率指令P_ref、微网逆变器给定的角频率指令ω_ref，经过功角控制方程得到虚拟同步发电机的角频率ω，对角频率ω积分得到虚拟同步机的矢量角θ；步骤4，根据步骤2中得到的平均无功功率和微网逆变器给定的无功功率指令Q_ref、电压指令U_ref，经过无功控制方程得到虚拟同步机的端电压U^*；步骤5，先根据步骤4中得到的端电压U^*和步骤1中得到的U_cd,U_cq，通过电压控制方程得到电容电流指令信号再根据电容电流指令信号和步骤1中的桥臂侧电感电流dq的分量I_ld,I_lq和输出电流dq的分量I_od,I_oq，通过电流控制方程得到控制信号U_d1,U_q1；步骤6，根据步骤1中得到的电容电压的负序分量U_CN‑d,U_CN‑q和电感电流的负序分量I_LN‑d,I_LN‑q，经过负序电压补偿控制方程得到控制信号U_d2,U_q2；步骤7，将步骤5和步骤6中得到的控制信号U_d1,U_q1和U_d2,U_q2分别相加得到控制信号U_d,U_q；步骤8，先根据步骤7中的控制信号U_d,U_q和步骤3中得到的矢量角θ，经过单同步旋转坐标反变换得到三相桥臂电压控制信号U_a,U_b,U_c，再根据U_a,U_b,U_c生成微网逆变器逆变桥开关管的PWM控制信号。