用于虛擬同步機(jī)的故障保護(hù)和穿越控制系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種用于虛擬同步機(jī)的故障保護(hù)和穿越控制系統(tǒng)及方法，其中所述用于虛擬同步機(jī)的故障保護(hù)和穿越控制方法包括如下步驟：測(cè)量逆變器輸出側(cè)的三相電壓和電流，根據(jù)瞬時(shí)功率理論計(jì)算有功功率；如果發(fā)生不對(duì)稱電壓跌落故障，則提取電網(wǎng)電壓正序分量得到切換信號(hào)，并計(jì)算需要輸出有功功率和無(wú)功功率的修正量；如果電網(wǎng)電壓跌落深度超出預(yù)設(shè)值，則通過(guò)電力系統(tǒng)穩(wěn)定器獲取支撐電壓；通過(guò)有功方程、無(wú)功方程、轉(zhuǎn)矩慣性方程和電磁轉(zhuǎn)矩方程進(jìn)行計(jì)算調(diào)節(jié)，得到輸出電壓的幅值和相角給定值，然后進(jìn)行PWM調(diào)制。通過(guò)儲(chǔ)能單元進(jìn)行穩(wěn)壓控制，本發(fā)明在保證不過(guò)流的同時(shí)穩(wěn)住直流母線電壓，使得電壓不發(fā)生太大的波動(dòng)，不引起系統(tǒng)性能惡化。
【專利說(shuō)明】
用于虛擬同步機(jī)的故障保護(hù)和穿越控制系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及微網(wǎng)逆變器的故障保護(hù)和穿越控制技術(shù)，尤其是一種用于虛擬同步機(jī) 的故障保護(hù)和穿越控制方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著新能源的普及，新能源發(fā)電的并網(wǎng)容量也越來(lái)越大，對(duì)大電網(wǎng)影響也越來(lái)越 深，采用良好的并網(wǎng)控制技術(shù)是提高新能源并網(wǎng)滲透率的重要舉措?；谔摂M同步發(fā)電機(jī) (VSG)控制技術(shù)作為目前較為先進(jìn)的控制技術(shù)，使得并網(wǎng)逆變器具有同步發(fā)電機(jī)的外特性， 具有調(diào)頻調(diào)壓功能。
[0003] 隨著新能源并網(wǎng)容量不斷增大，當(dāng)電網(wǎng)電壓發(fā)生跌落或故障時(shí)，系統(tǒng)可能會(huì)發(fā)生 解列，造成電網(wǎng)不穩(wěn)定，嚴(yán)重時(shí)還可能電力系統(tǒng)局部擁痕。因此，在新能源高滲透率場(chǎng)合，低 電壓穿越問(wèn)題已經(jīng)引起業(yè)界關(guān)注。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 發(fā)明目的：提供一種用于虛擬同步機(jī)的故障保護(hù)和穿越控制方法，并進(jìn)一步提供 一種實(shí)現(xiàn)上述方法的控制系統(tǒng)，W解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問(wèn)題。
[0005] 技術(shù)方案:一種用于虛擬同步機(jī)的故障保護(hù)和穿越控制方法，包括如下步驟：
[0006] 步驟1、測(cè)量逆變器輸出側(cè)的=相電壓和電流，根據(jù)瞬時(shí)功率理論計(jì)算有功功率；
[0007] 步驟2、判斷是否發(fā)生不對(duì)稱電壓跌落故障，如果發(fā)生不對(duì)稱電壓跌落故障，則提 取電網(wǎng)電壓正序分量得到切換信號(hào)，并計(jì)算需要輸出有功功率和無(wú)功功率的修正量；
[000引步驟3、判斷電網(wǎng)電壓跌落深度是否超出預(yù)設(shè)值，如果電網(wǎng)電壓跌落深度超出預(yù)設(shè) 值，則通過(guò)電力系統(tǒng)穩(wěn)定器獲取支撐電壓；
[0009] 步驟4、通過(guò)有功方程、無(wú)功方程、轉(zhuǎn)矩慣性方程和電磁轉(zhuǎn)矩方程進(jìn)行計(jì)算調(diào)節(jié)，得 到輸出電壓的幅值和相角給定值，然后進(jìn)行PWM調(diào)制。
[0010] 優(yōu)選的，所述步驟2進(jìn)一步包括:將所述電網(wǎng)電壓正序分量與儲(chǔ)能電容電壓做比較 之后經(jīng)過(guò)PI調(diào)節(jié)得到電流參考值，該電流參考值與儲(chǔ)能電容電流相比較后，再經(jīng)過(guò)PI調(diào)節(jié) 生成調(diào)制波，通過(guò)控制儲(chǔ)能系統(tǒng)中的開(kāi)關(guān)管開(kāi)閉完成能量交換。
[0011] 進(jìn)一步優(yōu)選的，提取電網(wǎng)電壓正序電壓分量，確定輸出有功和無(wú)功份額，通過(guò)儲(chǔ)能 單元進(jìn)行穩(wěn)壓控制，限制并網(wǎng)輸出電流并穩(wěn)定直流母線電壓，控制電壓波動(dòng)范圍。
[0012] 優(yōu)選的，所述步驟3進(jìn)一步包括：當(dāng)電網(wǎng)電壓跌落深度超出預(yù)設(shè)值時(shí)，根據(jù)電壓跌 落深度W及功率的限制發(fā)出一定的無(wú)功功率，促使電網(wǎng)恢復(fù)。
[0013] 優(yōu)選的，測(cè)量電網(wǎng)電壓，通過(guò)基于二階廣義積分的鎖相環(huán)得到電壓幅值、相角及角 頻率，相角用于逆變器輸出電壓從=相靜止坐標(biāo)系到兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換計(jì)算，角頻率 輸入虛擬同步機(jī)算法進(jìn)行計(jì)算。
[0014] -種用于虛擬同步機(jī)的故障保護(hù)和穿越控制系統(tǒng)，包括虛擬同步機(jī)穩(wěn)態(tài)控制模 塊、故障穿越檢測(cè)和控制模塊和電力系統(tǒng)穩(wěn)定器，所述虛擬同步機(jī)穩(wěn)態(tài)控制模塊包括有功 調(diào)節(jié)和無(wú)功調(diào)節(jié)，通過(guò)輸入側(cè)直流電壓和電流計(jì)算逆變器輸入的有功功率，并W輸入功率 設(shè)定值和額定角頻率值為輸入，依據(jù)轉(zhuǎn)矩方程計(jì)算角頻率指令值，積分后得到相角指令值； 所述故障穿越檢測(cè)和控制模塊接收電網(wǎng)電壓數(shù)據(jù)并基于二階廣義積分的鎖相環(huán)得到電壓 幅值、相角和角頻率，相角用于逆變器輸出電壓從=相靜止坐標(biāo)系到兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的轉(zhuǎn) 換計(jì)算，角頻率輸入VSG算法進(jìn)行計(jì)算；當(dāng)電網(wǎng)電壓發(fā)生不對(duì)稱跌落時(shí)，提取輸出側(cè)S相電 壓的正序分量，經(jīng)坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換后，得到q軸分量作為切換信號(hào)，該切換信號(hào)與輸入側(cè)直流電 壓比較后經(jīng)過(guò)PI調(diào)解生成電流參考信號(hào)，該電流參考信號(hào)與儲(chǔ)能系統(tǒng)所在的支路電流比較 后經(jīng)過(guò)PI調(diào)解輸出，經(jīng)調(diào)制器控制儲(chǔ)能系統(tǒng)的能量變換，產(chǎn)生虛擬同步機(jī)穩(wěn)態(tài)控制模塊所 需的修正量，在降低逆變器輸入有功功率的同時(shí)提供無(wú)功功率W支撐電網(wǎng)電壓恢復(fù);所述 電力系統(tǒng)穩(wěn)定器W功率和轉(zhuǎn)速偏差為輸入信號(hào)，功率偏差和轉(zhuǎn)速偏差相互補(bǔ)償，可減小反 調(diào)；當(dāng)電網(wǎng)電壓跌落深度超出預(yù)設(shè)值時(shí)，提供一定的支撐電壓，W維持機(jī)端電壓穩(wěn)定。
[0015] 優(yōu)選的，所述電力系統(tǒng)穩(wěn)定器包括測(cè)量環(huán)節(jié)、超前滯后環(huán)節(jié)和隔直環(huán)節(jié)。
[0016] 有益效果：當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)，本發(fā)明通過(guò)降低有功功率，并配合虛擬同步機(jī)配置 的儲(chǔ)能單元進(jìn)行穩(wěn)壓控制，平衡逆變器兩端功率，限制并網(wǎng)輸出電流；電力系統(tǒng)穩(wěn)定器 (PSS)有助于提升抗擾動(dòng)能力和故障恢復(fù)性能，同時(shí)根據(jù)電壓跌落深度W及功率的限制發(fā) 出一定的無(wú)功功率，從而有助于電網(wǎng)恢復(fù);針對(duì)不對(duì)稱跌落故障，提取電網(wǎng)電壓正序電壓分 量，確定輸出有功份額，通過(guò)儲(chǔ)能單元進(jìn)行穩(wěn)壓控制，保證不過(guò)流的同時(shí)穩(wěn)住直流母線電 壓，使得電壓不發(fā)生太大的波動(dòng)，不引起系統(tǒng)性能惡化。
【附圖說(shuō)明】
[0017] 圖1是本發(fā)明的總體控制結(jié)構(gòu)框圖。
[0018] 圖2是本發(fā)明虛擬同步機(jī)穩(wěn)態(tài)控制結(jié)構(gòu)框圖。
[0019] 圖3是本發(fā)明故障穿越檢測(cè)及控制結(jié)構(gòu)框圖。
[0020] 圖4是本發(fā)明電力系統(tǒng)穩(wěn)定器環(huán)節(jié)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 本發(fā)明的技術(shù)方案大致如下：虛擬同步機(jī)穩(wěn)態(tài)控制包括如下步驟:測(cè)量逆變器輸 出側(cè)的=相電壓和電流，根據(jù)瞬時(shí)功率理論計(jì)算有功功率，當(dāng)發(fā)生不對(duì)稱電壓跌落故障時(shí)， 提取電網(wǎng)電壓正序分量得到切換信號(hào)，同時(shí)計(jì)算需要輸出有功功率和無(wú)功功率的修正量， 若電網(wǎng)電壓跌落深度很大(超出設(shè)定值），通過(guò)投入電力系統(tǒng)穩(wěn)定器(PSS)獲取一定的支撐 電壓，最后通過(guò)有功-頻率方程、無(wú)功頻率方程、轉(zhuǎn)矩慣性方程和電磁暫態(tài)方程進(jìn)行計(jì)算調(diào) 節(jié)，得到輸出電壓的幅值和相角給定值，然后進(jìn)行PWM調(diào)制。
[0022] 通過(guò)上述方案，本發(fā)明能夠很好地實(shí)現(xiàn)低電壓故障穿越和孤島保護(hù)，當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生 電壓跌落時(shí)，本發(fā)明可W平衡逆變器兩端功率，限制并網(wǎng)輸出電流，當(dāng)電網(wǎng)電壓跌落深度很 大時(shí)，發(fā)出一定的無(wú)功功率，從而有助于電網(wǎng)恢復(fù)。針對(duì)不對(duì)稱跌落故障進(jìn)行穩(wěn)壓控制，使 得電壓不發(fā)生太大的波動(dòng)，不引起系統(tǒng)性能惡化，有助于電網(wǎng)的穩(wěn)定。
[0023] 下文結(jié)合圖1至圖4詳細(xì)描述本發(fā)明的技術(shù)方案和技術(shù)原理。
[0024] 如圖1所示，本發(fā)明主要包括虛擬同步機(jī)穩(wěn)態(tài)控制模塊、故障穿越檢測(cè)及控制模 塊，W及電力系統(tǒng)穩(wěn)定器。
[0025] 首先由電壓和電流傳感器檢測(cè)輸入側(cè)直流電壓Udc和電流IdcW及輸出側(cè)=相電壓 Ua, 6,。和；相電流ia,b,c。輸入側(cè)電壓和電流量用于虛擬同步機(jī)穩(wěn)態(tài)控制模塊，輸出側(cè)電壓和 電流量用于故障穿越檢測(cè)及控制模塊。
[0026] 轉(zhuǎn)到圖2,在虛擬同步機(jī)穩(wěn)態(tài)控制模塊中，主要包括有功調(diào)節(jié)和無(wú)功調(diào)節(jié)。有功調(diào) 節(jié)產(chǎn)生相角值指定信號(hào)，無(wú)功調(diào)節(jié)產(chǎn)生電壓幅值信號(hào)。
[0027] 其中，根據(jù)輸入側(cè)直流電壓Udc和電流Idc計(jì)算得到逆變器輸入的有功功率Po,無(wú)功 功率Qo設(shè)為0 Jset和Qset為有功功率和無(wú)功功率的設(shè)定值，當(dāng)電網(wǎng)正常工作時(shí)Po = Pset，Qo = Qset。當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生不對(duì)稱跌落故障時(shí)，P日和Q日分別加入修正量A Pref和A Qref，得到Pset和Qseto A Pref和A Qref由故障穿越檢測(cè)及控制模塊提供。
[0028] 在有功調(diào)節(jié)部分，功率設(shè)定值Pset和額定角頻率值COn為輸入。運(yùn)些計(jì)算依據(jù)轉(zhuǎn)矩 方程。有功設(shè)定值與額定角頻率的商為轉(zhuǎn)矩，J為轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。通過(guò)計(jì)算得到角頻率指令值《， 積分過(guò)后得到相角指令值0。
[0029] 同步電機(jī)的轉(zhuǎn)矩慣性方程為：
[0030] 其中，J為同步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；CO為電氣角速度；為電網(wǎng)同步角速度;Tm、Te 和Td分別為同步發(fā)電機(jī)的機(jī)械、電磁和阻尼轉(zhuǎn)矩;D為阻尼系數(shù)。
[0031] 無(wú)功調(diào)節(jié)類比于有功調(diào)節(jié)，輸入為無(wú)功設(shè)定值Qset和額定電壓Un。所有計(jì)算依據(jù)類 比轉(zhuǎn)矩方程。K為電磁特性系數(shù)，類比于轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J。通過(guò)計(jì)算得到電壓的指令值Mfif。當(dāng)電網(wǎng) 電壓跌落深度很大時(shí)，電力系統(tǒng)穩(wěn)定器PSS提供一定的電壓修正量A V，有助于電網(wǎng)恢復(fù)。計(jì) 算得出的相角指令值、電壓指令值W及逆變器的輸出側(cè)電流一起輸入VSG算法模塊進(jìn)行計(jì) 算。VSG算法模塊根據(jù)有功、無(wú)功和慣性特性方程進(jìn)行計(jì)算，得出輸出電壓的幅值，經(jīng)PWM調(diào) 制器調(diào)制產(chǎn)生HVM驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制開(kāi)關(guān)管的通斷，控制逆變器輸出指定電壓信號(hào)。其中，有功 方程、無(wú)功方程分別為：
[0032] ?=。，6〉，9=<1，6?！?式中，？、9分別為實(shí)際產(chǎn)生的有功功率和無(wú)功功率，1為逆變 器輸出電流，e虛擬同步機(jī)的輸出電壓，eq與e幅值相同，相位延遲f角度，<i，e>表示i與e的 內(nèi)積。
[0033] 同步電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩方程為：
，其中，Te為同步發(fā)電機(jī)的電磁 轉(zhuǎn)矩，《為電氣角速度；《。為電網(wǎng)同步角速度，i為逆變器輸出電流，e虛擬同步機(jī)的輸出電 壓，<i，e>表示i與e的內(nèi)積。
[0034] 圖3所示故障穿越檢測(cè)及控制模塊中，電網(wǎng)電壓Vga,b,C由電壓霍爾測(cè)量得到。通過(guò) 基于二階廣義積分的鎖相環(huán)可W得到電壓幅值Eg、相角0g及角頻率《g。相角用于逆變器輸 出電壓從=相靜止坐標(biāo)系到兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換計(jì)算，角頻率輸入VSG算法進(jìn)行計(jì)算。
[0035] 當(dāng)電網(wǎng)電壓發(fā)生不對(duì)稱跌落時(shí)，提取Ua,b,C的正序分量<4:。，經(jīng)過(guò)=相靜止坐標(biāo)系 到兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換后，得到q軸分量作為切換信號(hào)Vref。切換信號(hào)與輸入側(cè)直流電壓 Udc比較后經(jīng)過(guò)PI調(diào)節(jié)生成電流參考信號(hào)心6:，該信號(hào)與儲(chǔ)能系統(tǒng)中儲(chǔ)能電容所在支路電流 Isc比較后經(jīng)過(guò)PI調(diào)節(jié)輸出，輸出經(jīng)調(diào)制器調(diào)制控制儲(chǔ)能系統(tǒng)的能量交換，產(chǎn)生虛擬同步機(jī) 穩(wěn)態(tài)控制模塊中所需的修正量A Pref和A Qref，W降低逆變器輸入有功功率，同時(shí)提供一定 的無(wú)功功率用W支撐電網(wǎng)電壓恢復(fù)。
[0036] 圖4所示為電力系統(tǒng)穩(wěn)定器(PSS)環(huán)節(jié)框圖。PSS作為輔助控制環(huán)節(jié)包括測(cè)量環(huán)節(jié)、 超前、滯后環(huán)節(jié)W及隔直環(huán)節(jié)。電力系統(tǒng)穩(wěn)定器W功率偏差A(yù) Pe和轉(zhuǎn)速偏差A(yù) O為輸入信 號(hào)，他們可W相互補(bǔ)償，減小反調(diào)。當(dāng)電網(wǎng)電壓跌落較深時(shí)，投入電力系統(tǒng)穩(wěn)定器，提供一定 的支撐電壓A V，對(duì)于電網(wǎng)電壓跌落的暫態(tài)故障具有強(qiáng)的抑制，也能使得機(jī)端電壓恢復(fù)較 快，抑制由于故障或擾動(dòng)而帶來(lái)的低頻震蕩，維持機(jī)端電壓穩(wěn)定，改善虛擬同步發(fā)電機(jī)的運(yùn) 行特性，從而改善了并網(wǎng)逆變器運(yùn)行特性。
[0037] 總之，本發(fā)明主要包括虛擬同步機(jī)穩(wěn)態(tài)控制模塊、故障穿越檢測(cè)及控制模塊、電力 系統(tǒng)穩(wěn)定器，在虛擬同步機(jī)使用穩(wěn)態(tài)控制策略上進(jìn)行改進(jìn)，在電網(wǎng)電壓發(fā)生跌落時(shí)，通過(guò)降 低有功功率，并配合虛擬同步機(jī)配置的儲(chǔ)能單元進(jìn)行穩(wěn)壓控制，平衡逆變器兩端功率，限制 并網(wǎng)輸出電流，達(dá)到故障保護(hù)和穿越控制的目的。此外，當(dāng)電網(wǎng)電壓跌落深度很大時(shí)，通過(guò) 投入電力系統(tǒng)穩(wěn)定器(PSS)，有助于提升抗擾動(dòng)能力和故障恢復(fù)性能，同時(shí)根據(jù)電壓跌落深 度W及功率的限制發(fā)出一定的無(wú)功功率，從而有助于電網(wǎng)恢復(fù)。
[0038] 同時(shí)，針對(duì)不對(duì)稱跌落故障，本發(fā)明進(jìn)行電網(wǎng)電壓正序電壓分量提取，確定輸出有 功份額，通過(guò)儲(chǔ)能單元進(jìn)行穩(wěn)壓控制，保證不過(guò)流的同時(shí)穩(wěn)定直流母線電壓，使得電壓不發(fā) 生太大的波動(dòng)，不引起系統(tǒng)性能惡化，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)故障穿越功能。
[0039] W上詳細(xì)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式中 的具體細(xì)節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可W對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行多種等同變換，運(yùn) 些等同變換均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種用于虛擬同步機(jī)的故障保護(hù)和穿越控制方法，其特征在于，包括如下步驟： 步驟1、測(cè)量逆變器輸出側(cè)的三相電壓和電流，根據(jù)瞬時(shí)功率理論計(jì)算有功功率； 步驟2、判斷是否發(fā)生不對(duì)稱電壓跌落故障，如果發(fā)生不對(duì)稱電壓跌落故障，則提取電 網(wǎng)電壓正序分量得到切換信號(hào)，并計(jì)算需要輸出有功功率和無(wú)功功率的修正量； 步驟3、判斷電網(wǎng)電壓跌落深度是否超出預(yù)設(shè)值，如果電網(wǎng)電壓跌落深度超出預(yù)設(shè)值， 則通過(guò)電力系統(tǒng)穩(wěn)定器獲取支撐電壓； 步驟4、通過(guò)有功方程、無(wú)功方程、轉(zhuǎn)矩慣性方程和電磁轉(zhuǎn)矩方程進(jìn)行計(jì)算調(diào)節(jié)，得到輸 出電壓的幅值和相角給定值，然后進(jìn)行PWM調(diào)制。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于虛擬同步機(jī)的故障保護(hù)和穿越控制方法，其特征在于，所 述步驟2進(jìn)一步包括:將所述電網(wǎng)電壓正序分量與儲(chǔ)能電容電壓做比較之后經(jīng)過(guò)PI調(diào)節(jié)得 到電流參考值，該電流參考值與儲(chǔ)能電容電流相比較后，再經(jīng)過(guò)PI調(diào)節(jié)生成調(diào)制波，通過(guò)控 制儲(chǔ)能系統(tǒng)中的開(kāi)關(guān)管開(kāi)閉完成能量交換。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于虛擬同步機(jī)的故障保護(hù)和穿越控制方法，其特征在于，提 取電網(wǎng)電壓正序電壓分量，確定輸出有功和無(wú)功份額，通過(guò)儲(chǔ)能單元進(jìn)行穩(wěn)壓控制，限制并 網(wǎng)輸出電流并穩(wěn)定直流母線電壓，控制電壓波動(dòng)范圍。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于虛擬同步機(jī)的故障保護(hù)和穿越控制方法，其特征在于，所 述步驟3進(jìn)一步包括：當(dāng)電網(wǎng)電壓跌落深度超出預(yù)設(shè)值時(shí)，根據(jù)電壓跌落深度以及功率的限 制發(fā)出一定的無(wú)功功率，促使電網(wǎng)恢復(fù)。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于虛擬同步機(jī)的故障保護(hù)和穿越控制方法，其特征在于，測(cè) 量電網(wǎng)電壓，通過(guò)基于二階廣義積分的鎖相環(huán)得到電壓幅值、相角及角頻率，相角用于逆變 器輸出電壓從三相靜止坐標(biāo)系到兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換計(jì)算，角頻率輸入虛擬同步機(jī)算法 進(jìn)行計(jì)算。6. -種用于虛擬同步機(jī)的故障保護(hù)和穿越控制系統(tǒng)，其特征在于，包括虛擬同步機(jī)穩(wěn) 態(tài)控制模塊、故障穿越檢測(cè)和控制模塊和電力系統(tǒng)穩(wěn)定器，所述虛擬同步機(jī)穩(wěn)態(tài)控制模塊 包括有功調(diào)節(jié)和無(wú)功調(diào)節(jié)，通過(guò)輸入側(cè)直流電壓和電流計(jì)算逆變器輸入的有功功率，并以 輸入功率設(shè)定值和額定角頻率值為輸入，依據(jù)轉(zhuǎn)矩方程計(jì)算角頻率指令值，積分后得到相 角指令值;所述故障穿越檢測(cè)和控制模塊接收電網(wǎng)電壓數(shù)據(jù)并基于二階廣義積分的鎖相環(huán) 得到電壓幅值、相角和角頻率，相角用于逆變器輸出電壓從三相靜止坐標(biāo)系到兩相旋轉(zhuǎn)坐 標(biāo)系的轉(zhuǎn)換計(jì)算，角頻率輸入VSG算法進(jìn)行計(jì)算；當(dāng)電網(wǎng)電壓發(fā)生不對(duì)稱跌落時(shí)，提取輸出 側(cè)三相電壓的正序分量，經(jīng)坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換后，得到q軸分量作為切換信號(hào)，該切換信號(hào)與輸入 側(cè)直流電壓比較后經(jīng)過(guò)PI調(diào)解生成電流參考信號(hào)，該電流參考信號(hào)與儲(chǔ)能系統(tǒng)所在的支路 電流比較后經(jīng)過(guò)PI調(diào)解輸出，經(jīng)調(diào)制器控制儲(chǔ)能系統(tǒng)的能量變換，產(chǎn)生虛擬同步機(jī)穩(wěn)態(tài)控 制模塊所需的修正量，在降低逆變器輸入有功功率的同時(shí)提供無(wú)功功率以支撐電網(wǎng)電壓恢 復(fù);所述電力系統(tǒng)穩(wěn)定器以功率和轉(zhuǎn)速偏差為輸入信號(hào)，功率偏差和轉(zhuǎn)速偏差相互補(bǔ)償，可 減小反調(diào)；當(dāng)電網(wǎng)電壓跌落深度超出預(yù)設(shè)值時(shí)，提供一定的支撐電壓，以維持機(jī)端電壓穩(wěn) 定。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于虛擬同步機(jī)的故障保護(hù)和穿越控制系統(tǒng)，其特征在于，所 述電力系統(tǒng)穩(wěn)定器包括測(cè)量環(huán)節(jié)、超前滯后環(huán)節(jié)和隔直環(huán)節(jié)。
【文檔編號(hào)】H02J3/12GK105978042SQ201610422850
【公開(kāi)日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年6月14日
【發(fā)明人】王建華, 宋杰, 顧彬仕, 季振東
【申請(qǐng)人】東南大學(xué)