CN105449690B - 基于虚拟同步发电机模型的换流器无功控制方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于虚拟同步发电机模型的换流器无功控制方法及系统，属于电网控制技术领域。本发明结合基于虚拟同步发电机的功率控制技术和基于正负序d‑q双旋转坐标系的电流环控制技术，提出电网或负载不对称条件下换流器的负序无功控制方法，本发明提升了换流器的电网适应性和运行稳定性，并有效协助支撑并网点电压，改善并网点电压质量。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于虚拟同步发电机模型的换流器无功控制方法及系统，属于电网控制技术领域。
背景技术
随着光伏、风电等间歇式清洁能源在电力能源中所占的比例越来越大，其并网系统对配电网的的安全运行带来不可忽视的影响，新能源并网技术随之获得大量关注。常规控制方式的电力电子换流器与传统同步发电机组不同，其无法提供转动惯量，不能为弱电网提供阻尼，因而不能为配电网提供电压和频率支撑。借鉴传统同步发电机的运行特性，基于虚拟同步发电机算法的电力电子换流器控制策略成为当前的一个研究热点，其结合储能系统，使换流器输出接近于同步发电机的外特性。
当前基于虚拟同步发电机控制的研究主要注重于在三相对称系统的应用，电网或负载不对称条件下无法响应负序无功调度指令或根据不平衡程度自动提供负序无功支撑，以协助并网点电压的平衡。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于虚拟同步发电机模型的的换流器无功控制方法，以解决现有基于虚拟同步发电机控制策略无法为不平衡电网或负载提供相应的负序无功支撑的问题。
本发明为解决上述技术问题提供了一种基于虚拟同步发电机模型的换流器无功控制方法,该控制方法包括以下步骤：
1)采集换流器并网点的三相电压、电感电流，并利用正负序d-q双旋转坐标系对三相电压和电感电流进行分解，得到电压的正、负序d、q轴分量和电流的正、负序d、q轴分量以及正、负序瞬时功率值；
2)将正序瞬时功率值QP和电压的正序d轴分量udP为正序励磁控制器模型的输入信号，以正序无功功率指令和正序并网电压指令作为正序励磁控制器模型的指令计算励磁电动势的幅值E1，将正序有功功率指令、机端电压角频率和电网电压基准频率输入到正序工频控制器模型，经正序工频控制器模型计算得到同步发电机的机械转矩，将负序瞬时功率值QN和电压的负序d轴分量udN为负序励磁控制器模型的输入信号，以负序无功功率指令和负序并网电压指令作为负序励磁控制器模型的指令计算励磁电动势的幅值E2；
3)以得到的励磁电动势的幅值E1、实时采集到并网电压、电网电压基准频率和同步发电机的机械转矩作为虚拟同步发电机模型的输入信号，通过虚拟同步发电机模型的计算，得到正序电流无功指令，以得到的励磁电动势的幅值E2和实时采集到电感电流作为虚拟同步发电机模型的输入信号，通过虚拟同步发电机模型的计算，得到负序电流无功指令；
4)将得到正序电流无功指令和负序电流无功指令分别输入到正序电流环控制单元和负序电流环控制单元，结合实际的电流正负序d、q轴分量进行计算，分别得到正序电流和负序电流的控制量；
5)将得到的正序电流控制量和负序电流控制量输入到PWM控制器，PWM控制器根据实际检测到电感电流输出控制信号到换流器，实现对换流器的控制。
所述负序励磁控制器模型为：
ErefN＝kq(QrefN-QN)+UrefN
其中，负序并网电压指令UrefN＝0，kq为调差系数，ErefN为负序机端电压指令，与实测负序电压udN比较后经PI调节器得到励磁电动势的幅值E2，作用于虚拟同步发电机的电磁模型；
所述正序励磁控制器模型为：
ErefP＝kq(QrefP-QP)+UrefP
UrefP为正序并网电压指令，kq为调差系数，ErefP为正序机端电压指令，与实测正序电压udP比较后经PI调节器得到励磁电动势的幅值E1，作用于虚拟同步发电机的电磁模型。
所述虚拟同步发电机模型包括电磁模型和机械模型，所述电磁模型为：
其中，eabc为同步发电机三相电枢电势，uabc为定子端电压，iabc为电枢电流，R为同步电阻，L为同步电抗；
所述机械模型表述为：
其中，J为同步发电机的转动惯量，ω为转子角速度，ω0为电网同步角速度，Tm、Te、Td分别同步发电机的机械、电磁和阻尼转矩，D为阻尼系数，Pe为同步发电机电磁功率。
所述正序工频控制器的模型表述为：
PrefP为正序有功指令，kf为调频系数，f0为电网电压基准频率，f为机端电压频率，其值满足ω＝2πf，计算得到的机械转矩Tm作用于虚拟同步发电机的机械模型。
所述步骤1)中瞬时功率值的计算公式如下：
QP＝1.5udPiqP+1.5uqPidP
QN＝1.5uqNidN-1.5udNiqN
Pe＝1.5udPidP+1.5uqPiqP
其中QP为正序无功功率瞬时值，QN为负序无功功率瞬时值，udP为电压正序d轴分量，uqP为电压正序q轴分量，uqN为电压负序q轴分量，udN为电压负序d轴分量，iqP为电流正序q轴分量，idP为电流正序d轴分量，idN为电流负序d轴分量，iqN为电流负序q轴分量。
本发明还提供了一种基于虚拟同步发电机模型的换流器无功控制系统，该控制系统包括PWM控制器、正序控制支路和负序控制支路，所述正序控制支路包括正序励磁控制器、正序工频控制器、虚拟同步发电机模型和正序电流环控制单元，所述正序励磁控制器的输入端以正序无功功率指令Qrefp、正序并网电压指令Urefp、正序瞬时功率值Qp和实测电压的正序d轴分量udP为输入分量，经正序励磁控制器运算后生成励磁电动势的幅值E1，所述正序工频控制器以正序无功功率指令Prefp、机端电压角频率和电网电压基准频率f0为输入分量，经正序工频控制器运算后生成同步发电机的机械转矩Tm，所述虚拟同发电机模型以励磁电动势的幅值E1、同步发电机的机械转矩Tm、电网同步角速度ω0和换流器输出电压正序分量uabcP为输入信号，用于生成正序电流无功指令；
所述负序控制支路包括负序励磁控制器、虚拟同步发电机模型和负序电流环控制单元，所述负序励磁控制器以负序瞬时功率值QN、电压的负序d轴分量udN、负序无功功率指令QrefN和负序并网电压指令UrefN为输入，用于生成励磁电动势的幅值E，所述虚拟同步发电机模型以励磁电动势的幅值E2、和电压负序分量uabcN为输入信号，用于生成负序电流无功指令；
所述PWM控制器以正序电流无功指令和负序电流无功指令为输入信号，根据实际检测到电感电流输出控制信号到换流器，实现对换流器的控制。
所述负序励磁控制器模型为：
ErefN＝kq(QrefN-QN)+UrefN
其中，负序并网电压指令UrefN＝0，kq为调差系数，ErefN为负序机端电压指令，与实测负序电压udN比较后经PI调节器得到励磁电动势的幅值E2，作用于虚拟同步发电机的电磁模型；
所述正序励磁控制器模型为：
ErefP＝kq(QrefP-QP)+UrefP
UrefP为正序并网电压指令，kq为调差系数，ErefP为正序机端电压指令，与实测正序电压udP比较后经PI调节器得到励磁电动势的幅值E1，作用于虚拟同步发电机的电磁模型。
所述虚拟同步发电机模型包括电磁模型和机械模型，所述电磁模型为：
其中，eabc为同步发电机三相电枢电势，uabc为定子端电压，iabc为电枢电流，R为同步电阻，L为同步电抗；
所述机械模型为：
其中，J为同步发电机的转动惯量，w0为电网同步角速度，Tm、Te、Td分别同步发电机的机械、电磁和阻尼转矩，D为阻尼系数，Pe为同步发电机电磁功率。
所述正序工频控制器的模型表述为：
PrefP为正序有功指令，kf为调频系数，f0为电网电压基准频率，f为机端电压频率，其值满足ω＝2πf，计算得到的机械转矩Tm作用于虚拟同步发电机的机械模型。
所述瞬时功率值的计算公式如下：
QP＝1.5udPiqP+1.5uqPidP
QN＝1.5uqNidN-1.5udNiqN
Pe＝1.5udPidP+1.5uqPiqP
其中QP为正序无功功率瞬时值，QN为负序无功功率瞬时值，udP为电压正序d轴分量，uqP为电压正序q轴分量，uqN为电压负序q轴分量，udN为电压负序d轴分量，iqP为电流正序q轴分量，idP为电流正序d轴分量，idN为电流负序d轴分量，iqN为电流负序q轴分量。
本发明的有益效果是:本发明结合基于虚拟同步发电机的功率控制技术和基于正负序d-q双旋转坐标系的电流环控制技术，提出电网或负载不对称条件下换流器的负序无功控制策略，本发明提升了换流器的电网适应性和运行稳定性，并有效协助支撑并网点电压，改善并网点电压质量。
附图说明
图1是本发明实例中虚拟同步发电机电路及控制框图；
图2-a是本发明实例中虚拟同步发电机机械模型图；
图2-b是本发明实例中虚拟同步发电机电磁模型图；
图3是本发明实例中负序励磁控制器模型图；
图4是本发明实例中工频控制器模型图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步的说明。
本发明针对常规控制方式的电力电子换流器无法提供转动惯量，而现有基于虚拟同步发电机控制策略无法为不平衡电网或负载提供相应的负序无功支撑的问题，提出基于虚拟同步发电机技术的负序无功控制方法，使电力电子换流器在电网或负载不平衡的工况下，同样具备主动配网调节能力。
本发明基于虚拟同步发电机模型的换流器无功控制方法的实施例
本发明所采用的整体控制策略如图1所示，包括正序控制支路和负序控制支路，该换流器无功控制方法具体的实施例过程如下：
1.采集换流器并网点的的三相电压和电流，并将换流器并网点采集到的电压uabc、电感电流iabc在正、负序双旋转坐标系下进行分解，分别得到电压正、负序d、q轴分量(即udP、udN、uqP、uqN)，和电流正、负序分量(即idP、idN、iqP、iqN)；
根据瞬时功率理论，旋转坐标系下瞬时无功功率计算方法为：
QP＝1.5udPiqP+1.5uqPidP
其中，QP为正序无功功率瞬时值；
QN＝1.5uqNidN-1.5udNiqN
其中，QN为负序无功功率瞬时值。
2.将正序瞬时功率值QP和电压的正序d轴分量udP输入到正序励磁控制器模型，以正序无功功率指令QrefP和正序并网电压指令UrefP作为正序励磁控制器模型的指令计算励磁电动势的幅值E1，同时将正序有功功率指令PrefP、机端电压角频率和电网电压基准频率输入到正序工频控制器模型，经正序工频控制器模型计算得到同步发电机的机械转矩Tm。
正序励磁控制器模型描述为：
ErefP＝kq(QrefP-QP)+UrefP
UrefP为正序并网电压指令，kq为调差系数，ErefP为正序机端电压指令，与实测正序电压udP比较后经PI调节器得到励磁电动势的幅值E1，作用于虚拟同步发电机的电磁模型。
正序工频控制器的模型表述为：
PrefP为正序有功指令，kf为调频系数，f0为电网电压基准频率，f为机端电压频率，其值满足ω＝2πf，计算得到的机械转矩Tm作用于虚拟同步发电机的机械模型。
将负序瞬时功率值QN和电压的负序d轴分量udN为负序励磁控制器模型的输入信号，以负序无功功率指令和负序并网电压指令作为负序励磁控制器模型的指令计算励磁电动势的幅值E2。
负序励磁控制器模型如图3所示，具体描述为：
ErefN＝kq(QrefN-QN)+UrefN
其中，负序并网电压指令UrefN＝0，kq为调差系数，ErefN为负序机端电压指令，与实测负序电压udN比较后经PI调节器得到励磁电动势的幅值E2，作用于虚拟同步发电机的电磁模型。
3.以得到的励磁电动势的幅值E1和实时采集到并网电压作为虚拟同步发电机模型的输入信号，通过虚拟同步发电机电磁模型的计算，得到正序电流无功指令，以得到的励磁电动势的幅值E2和实时采集到电感电流作为虚拟同步发电机模型的输入信号，通过虚拟同步发电机模型的计算，得到负序电流无功指令。
虚拟同步发电机模型包括电磁模型和机械模型，电磁模型如图2-b所示，具体表述为：
其中，eabc为同步发电机三相电枢电势，uabc为定子端电压，iabc为电枢电流，R为同步电阻，L为同步电抗；
旋转坐标系下，电磁模型表述为：
电磁功率表述为：
Pe＝1.5(edid+eqiq)
上述旋转变换为等量变换，即：
式中，θ由机械模型所计算的ω积分得到。
虚拟同步发电机的机械模型如图2-a所示，具体表述为：
其中，J为同步发电机的转动惯量，w0为电网同步角速度，Tm、Te、Td分别同步发电机的机械、电磁和阻尼转矩，D为阻尼系数。
4.将得到正序电流无功指令和负序电流无功指令分别输入到正序电流环控制单元和负序电流环控制单元，结合实际的电流正负序d、q轴分量进行计算，分别得到正序电流和负序电流的控制量；
5.将得到的正序电流控制量和负序电流控制量输入到PWM控制器，PWM控制器根据实际检测到电感电流输出控制信号到换流器，实现对换流器的控制。
本发明基于虚拟同步发电机模型的换流器无功控制系统的实施例
本发明无功控制系统如图1所示，包括PWM控制器、正序控制支路和负序控制支路，控制系统包括PWM控制器、正序控制支路和负序控制支路，所述正序控制支路包括正序励磁控制器、正序工频控制器、虚拟同步发电机和正序电流环控制单元，正序励磁控制器的输入端以正序无功功率指令Qrefp、正序并网电压指令Urefp、正序瞬时功率值Qp和实测电压的正序d轴分量udP为输入分量，经正序励磁控制器运算后生成励磁电动势的幅值E1，正序工频控制器以正序无功功率指令Prefp、机端电压角频率和电网电压基准频率f0为输入分量，经正序工频控制器运算后生成同步发电机的机械转矩Tm，虚拟同发电机以励磁电动势的幅值E1、同步发电机的机械转矩Tm、电网同步角速度w0和换流器输出电压正序分量uabcP为输入信号，用于生成正序电流无功指令的d轴分量idrefP和q轴分量iqrefP和θ。
负序控制支路包括负序励磁控制器、虚拟同步发电机模型和负序电流环控制单元，负序励磁控制器以负序瞬时功率值QN、电压的负序d轴分量udN、负序无功功率指令QrefN和负序并网电压指令UrefN为输入，用于生成励磁电动势的幅值E2，所述虚拟同步发电机模型以励磁电动势的幅值E2和电压负序分量uabcN为输入信号，用于生成负序电流无功指令的d轴分量idrefN和q轴分量iqrefN。
PWM控制器以正序电流无功指令和负序电流无功指令为输入信号，根据实际检测到电感电流输出控制信号到换流器，实现对换流器的控制。
正序励磁控制器、正序工频控制器、虚拟同步电机模型和负序励磁控制器具体的描述已在上个实施例中进行了详细说明，这里不再赘述。
Claims (10)
1.一种基于虚拟同步发电机模型的换流器无功控制方法,其特征在于，该控制方法包括以下步骤：
1)采集换流器并网点的三相电压、电感电流，并利用正负序d-q双旋转坐标系对三相电压和电感电流进行分解，得到电压的正、负序d、q轴分量和电流的正、负序d、q轴分量以及正、负序瞬时功率值；
2)将正序瞬时功率值QP和电压的正序d轴分量udP为正序励磁控制器模型的输入信号，以正序无功功率指令和正序并网电压指令作为正序励磁控制器模型的指令计算励磁电动势的幅值E1，将正序有功功率指令、机端电压角频率和电网电压基准频率输入到正序工频控制器模型，经正序工频控制器模型计算得到同步发电机的机械转矩，将负序瞬时功率值QN和电压的负序d轴分量udN为负序励磁控制器模型的输入信号，以负序无功功率指令和负序并网电压指令作为负序励磁控制器模型的指令计算励磁电动势的幅值E2；
3)以得到的励磁电动势的幅值E1、实时采集到并网电压、电网电压基准频率和同步发电机的机械转矩作为虚拟同步发电机模型的输入信号，通过虚拟同步发电机模型的计算，得到正序电流无功指令，以得到的励磁电动势的幅值E2和实时采集到电感电流作为虚拟同步发电机模型的输入信号，通过虚拟同步发电机模型的计算，得到负序电流无功指令；
4)将得到正序电流无功指令和负序电流无功指令分别输入到正序电流环控制单元和负序电流环控制单元，结合实际的电流正负序d、q轴分量进行计算，分别得到正序电流和负序电流的控制量；
5)将得到的正序电流控制量和负序电流控制量输入到PWM控制器，PWM控制器根据实际检测到电感电流输出控制信号到换流器，实现对换流器的控制。
2.根据权利要求1所述的基于虚拟同步发电机模型的换流器无功控制方法，其特征在于，所述负序励磁控制器模型为：
ErefN＝kq(QrefN-QN)+UrefN
其中，QrefN为负序无功功率指令，负序并网电压指令UrefN＝0，kq为调差系数，ErefN为负序机端电压指令，与实测负序电压udN比较后经PI调节器得到励磁电动势的幅值E2，作用于虚拟同步发电机的电磁模型；
所述正序励磁控制器模型为：
ErefP＝kq(QrefP-QP)+UrefP
其中，QrefP为正序无功功率指令，UrefP为正序并网电压指令，kq为调差系数，ErefP为正序机端电压指令，与实测正序电压udP比较后经PI调节器得到励磁电动势的幅值E1，作用于虚拟同步发电机的电磁模型。
3.根据权利要求2所述的基于虚拟同步发电机模型的换流器无功控制方法，其特征在于，所述虚拟同步发电机模型包括电磁模型和机械模型，所述电磁模型为：
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</mrow>
</mfrac>
</mrow>
其中，eabc为同步发电机三相电枢电势，uabc为定子端电压，iabc为电枢电流，R为同步电阻，L为同步电抗；
所述机械模型表述为：
<mrow>
<mi>J</mi>
<mfrac>
<mrow>
<mi>d</mi>
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</mrow>
<mrow>
<mi>d</mi>
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</mrow>
</mrow>
其中，J为同步发电机的转动惯量，ω为转子角速度，ω0为电网同步角速度，Tm、Te、Td分别同步发电机的机械、电磁和阻尼转矩，D为阻尼系数，Pe为同步发电机电磁功率。
4.根据权利要求3所述的基于虚拟同步发电机模型的换流器无功控制方法，其特征在于，所述正序工频控制器的模型表述为：
<mrow>
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<mi>T</mi>
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<mo>=</mo>
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<mo>+</mo>
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<mi>&omega;</mi>
</mfrac>
</mrow>
PrefP为正序有功指令，kf为调频系数，f0为电网电压基准频率，f为机端电压频率，其值满足ω＝2πf，计算得到的机械转矩Tm作用于虚拟同步发电机的机械模型。
5.根据权利要求4所述的基于虚拟同步发电机模型的换流器无功控制方法，其特征在于，所述步骤1)中瞬时功率值的计算公式如下：
QP＝1.5udP iqP+1.5uqP idP
QN＝1.5uqN idN-1.5udN iqN
Pe＝1.5udP idP+1.5uqP iqP
其中QP为正序无功功率瞬时值，QN为负序无功功率瞬时值，udP为电压正序d轴分量，uqP为电压正序q轴分量，uqN为电压负序q轴分量，udN为电压负序d轴分量，iqP为电流正序q轴分量，idP为电流正序d轴分量，idN为电流负序d轴分量，iqN为电流负序q轴分量。
6.一种基于虚拟同步发电机模型的换流器无功控制系统，其特征在于，该控制系统包括PWM控制器、正序控制支路和负序控制支路，所述正序控制支路包括正序励磁控制器、正序工频控制器、虚拟同步发电机模型和正序电流环控制单元，所述正序励磁控制器的输入端以正序无功功率指令Qrefp、正序并网电压指令Urefp、正序瞬时功率值Qp和实测电压的正序d轴分量udP为输入分量，经正序励磁控制器运算后生成励磁电动势的幅值E1，所述正序工频控制器以正序无功功率指令Prefp、机端电压角频率和电网电压基准频率f0为输入分量，经正序工频控制器运算后生成同步发电机的机械转矩Tm，所述虚拟同发电机模型以励磁电动势的幅值E1、同步发电机的机械转矩Tm、电网同步角速度ω0和换流器输出电压正序分量uabcP为输入信号，用于生成正序电流无功指令；
所述负序控制支路包括负序励磁控制器、虚拟同步发电机模型和负序电流环控制单元，所述负序励磁控制器以负序瞬时功率值QN、电压的负序d轴分量udN、负序无功功率指令QrefN和负序并网电压指令UrefN为输入，用于生成励磁电动势的幅值E2，所述虚拟同步发电机模型以励磁电动势的幅值E2、和电压负序分量uabcN为输入信号，用于生成负序电流无功指令；
所述PWM控制器以正序电流无功指令和负序电流无功指令为输入信号，根据实际检测到电感电流输出控制信号到换流器，实现对换流器的控制。
7.根据权利要求6所述的基于虚拟同步发电机模型的换流器无功控制系统，其特征在于，所述负序励磁控制器模型为：
ErefN＝kq(QrefN-QN)+UrefN
其中，负序并网电压指令UrefN＝0，kq为调差系数，ErefN为负序机端电压指令，与实测负序电压udN比较后经PI调节器得到励磁电动势的幅值E2，作用于虚拟同步发电机的电磁模型；
所述正序励磁控制器模型为：
ErefP＝kq(QrefP-QP)+UrefP
UrefP为正序并网电压指令，kq为调差系数，ErefP为正序机端电压指令，与实测正序电压udP比较后经PI调节器得到励磁电动势的幅值E1，作用于虚拟同步发电机的电磁模型。
8.根据权利要求7所述的基于虚拟同步发电机模型的换流器无功控制系统，其特征在于，所述虚拟同步发电机模型包括电磁模型和机械模型，所述电磁模型为：
<mrow>
<msub>
<mi>e</mi>
<mrow>
<mi>a</mi>
<mi>b</mi>
<mi>c</mi>
</mrow>
</msub>
<mo>=</mo>
<msub>
<mi>u</mi>
<mrow>
<mi>a</mi>
<mi>b</mi>
<mi>c</mi>
</mrow>
</msub>
<mo>+</mo>
<msub>
<mi>Ri</mi>
<mrow>
<mi>a</mi>
<mi>b</mi>
<mi>c</mi>
</mrow>
</msub>
<mo>+</mo>
<mi>L</mi>
<mfrac>
<mrow>
<msub>
<mi>di</mi>
<mrow>
<mi>a</mi>
<mi>b</mi>
<mi>c</mi>
</mrow>
</msub>
</mrow>
<mrow>
<mi>d</mi>
<mi>t</mi>
</mrow>
</mfrac>
</mrow>
其中，eabc为同步发电机三相电枢电势，uabc为定子端电压，iabc为电枢电流，R为同步电阻，L为同步电抗；
所述机械模型为：
<mrow>
<mi>J</mi>
<mfrac>
<mrow>
<mi>d</mi>
<mi>&omega;</mi>
</mrow>
<mrow>
<mi>d</mi>
<mi>t</mi>
</mrow>
</mfrac>
<mo>=</mo>
<msub>
<mi>T</mi>
<mi>m</mi>
</msub>
<mo>-</mo>
<msub>
<mi>T</mi>
<mi>e</mi>
</msub>
<mo>-</mo>
<msub>
<mi>T</mi>
<mi>d</mi>
</msub>
<mo>=</mo>
<msub>
<mi>T</mi>
<mi>m</mi>
</msub>
<mo>-</mo>
<mfrac>
<msub>
<mi>P</mi>
<mi>e</mi>
</msub>
<mi>&omega;</mi>
</mfrac>
<mo>-</mo>
<mi>D</mi>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mi>&omega;</mi>
<mo>-</mo>
<msub>
<mi>&omega;</mi>
<mn>0</mn>
</msub>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mrow>
其中，J为同步发电机的转动惯量，w0为电网同步角速度，Tm、Te、Td分别同步发电机的机械、电磁和阻尼转矩，D为阻尼系数，Pe为同步发电机电磁功率。
9.根据权利要求8所述的基于虚拟同步发电机模型的换流器无功控制系统，其特征在于，所述正序工频控制器的模型表述为：
<mrow>
<msub>
<mi>T</mi>
<mi>m</mi>
</msub>
<mo>=</mo>
<mo>-</mo>
<msub>
<mi>k</mi>
<mi>f</mi>
</msub>
<mrow>
<mo>(</mo>
<msub>
<mi>f</mi>
<mn>0</mn>
</msub>
<mo>-</mo>
<mi>f</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mo>+</mo>
<mfrac>
<msub>
<mi>P</mi>
<mrow>
<mi>r</mi>
<mi>e</mi>
<mi>f</mi>
<mi>P</mi>
</mrow>
</msub>
<mi>&omega;</mi>
</mfrac>
</mrow>
PrefP为正序有功指令，kf为调频系数，f0为电网电压基准频率，f为机端电压频率，其值满足ω＝2πf，计算得到的机械转矩Tm作用于虚拟同步发电机的机械模型。
10.根据权利要求9所述的基于虚拟同步发电机模型的换流器无功控制系统，其特征在于，所述瞬时功率值的计算公式如下：
QP＝1.5udP iqP+1.5uqP idP
QN＝1.5uqN idN-1.5udN iqN
Pe＝1.5udP idP+1.5uqP iqP
其中QP为正序无功功率瞬时值，QN为负序无功功率瞬时值，udP为电压正序d轴分量，uqP为电压正序q轴分量，uqN为电压负序q轴分量，udN为电压负序d轴分量，iqP为电流正序q轴分量，idP为电流正序d轴分量，idN为电流负序d轴分量，iqN为电流负序q轴分量。
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