[发明专利]一种应用于电动汽车充电桩的负荷虚拟同步发电机系统及控制方法

摘要

本发明提供一种应用于电动汽车充电桩的负荷虚拟同步发电机系统及控制方法，充电桩采用双向DC/DC+双向DC/AC的两级式主电路拓扑，在充电桩的双向DC/AC接口中引入虚拟同步发电机控制技术；在旋转坐标系下引入虚拟阻抗技术，在实现多充电桩并联运行无功功率均衡分配的同时，可有效抑制故障态下的暂态过电流。本发明一方面使整个充电桩具有惯性/阻尼、一次调频与无功调压功能，对外表现出虚拟同步发电机的外特性，另一方面可有效避免大规模充电桩集群引起的无功功率无法均衡分配的问题，有助于提升电网电压与频率稳定性，为更大规模充电桩负荷的接入奠定基础，方法简单有效，利于工程应用。

主权项

1.一种应用于电动汽车充电桩的负荷虚拟同步发电机系统，其特征在于：充电桩等效为一台虚拟同步发电机，充电桩采用双向DC/DC+双向DC/AC的两级式主电路拓扑；控制系统包括：调速器，接收充电桩的频率参考值ωref以及实际值ω，其输出与引入的直接功率控制与直接电压控制输出叠加后，作为同步发电机转子运动方程模型中的机械功率提供给功频控制器；功频控制器，其输出为同步角θ，用于对定子电压、定子电流进行dq旋转变换；励磁与无功调节器，接收无功参考值Qref以及实际值Q和充电桩的定子电压参考值Uref以及实际值Ug，输出作为同步发电机机电方程模型中的定子电压参考值提供给定子电压闭环控制单元；定子电压闭环控制单元，其输出作为定子电流闭环控制单元的参考输入；所述定子电压闭环控制单元的输出产生PWM控制信号，驱动功率器件动作，由此实现虚拟同步发电机的控制。