CN109861308B - 一种虚拟同步发电机故障穿越控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种虚拟同步发电机故障穿越控制方法，涉及虚拟同步发电机技术领域，该方法采用具有回差特性的故障状态判断环节和逐波限流控制模块，最终生成最终开关管的PWM调制信号U_a ^*,U_b ^*,U_c ^*，使得故障运行时不需要进行电流环与电压环的切换，保证了控制环路控制的连续性；同时，逐波限流的快速性与外环指令切换控制方案相结合，既能抑制瞬态过电流，又能保障在故障过程中的电压和电流波形指令。

Description

一种虚拟同步发电机故障穿越控制方法

技术领域

本发明属于虚拟同步发电机技术领域，具体涉及一种虚拟同步发电机故障穿越控制方法。

背景技术

传统电力系统中，同步发电机组以其过载能力强，转动惯量大等因素，在维持系统故障下的稳定性方面起着关键作用。而能模拟或者部分模拟Genset频率电压控制特性的电力电子电源装置就被称为虚拟同步发电机(Virtual Synchronous Generator，VSG)。然而与传统的同步发电机组相比，基于VSG技术的电力电子装置过流能力较弱，缺乏惯性。因而随着以电力电子装置为接口的分布式电源在电网系统中的广泛应用，其故障下的稳定性问题日趋严重。

针对上述问题，国内外的专家学者们提出了一些方法，主要有：

题为“计及虚拟同步机饱和特性的对称故障暂态控制方法”的中国发明专利申请说明书(CN108376998A)给出了一种计及虚拟同步机饱和特性的对称故障控制方法，并设置了电流限幅值，然而电流闭环PI控制以及限幅值使得系统并联时稳定性降低，且无法抑制瞬态过电流，不利于故障运行，另外此专利没有提及对称故障时的无功功率补偿问题。

题为“抑制故障瞬时冲击电流型虚拟同步逆变器及其控制方法”的中国发明专利申请说明书(CN106655272A)公开的技术方案中，采用传统虚拟同步逆变控制与滞环控制相切换的方法，控制方法复杂，且没有给出故障时的无功功率补偿问题。

题为“一种基于虚拟同步发电机故障穿越控制方法及系统”的中国发明专利申请说明书(CN107994603A)采用传统虚拟同步控制与恒流源控制相切换的方法，无法抑制瞬态过电流，且控制方法复杂。

总之，现有VSG故障控制方法需要在VSG控制模式与恒流源控制模式之间进行切换，控制方法复杂，且传统虚拟同步逆变控制中的电流环控制具有饱和特性，不利于系统稳定性。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题，提供了一种虚拟同步发电机故障穿越控制方法，以解决现有虚拟同步发电机故障状态下电流环与电压环切换时，故障控制方法复杂，系统稳定性不强等技术问题。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

本发明提供了一种虚拟同步发电机故障穿越控制方法，包括以下步骤：

步骤1.采样、坐标变换

采集虚拟同步发电机滤波电容电压U_cm＝{u_ca,u_cb,u_cc}，虚拟同步发电机桥臂侧电感电流I_Lm＝{i_La,i_Lb,i_Lc},虚拟同步发电机输出电流I_om＝{i_oa,i_ob,i_oc},虚拟同步发电机公共连接点电压E_m＝{e_a,e_b,e_c}；

对虚拟同步发电机滤波电容电压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_oa,i_ob,i_oc分别进行单同步旋转坐标变换得到滤波电容电压的dq分量U_cd,U_cq、桥臂侧电感电流的dq分量I_Ld,I_Lq，输出电流的dq分量I_od,I_oq；

步骤2.计算平均有功功率P、平均无功功率Q、滤波电容电压幅值U_cm和电流幅值I_om：

根据滤波电容电压的dq分量U_cd,U_cq和输出电流的dq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P和平均无功功率Q；

对虚拟同步发电机公共连接点电压e_a,e_b,e_c，经过锁相环环节得到锁相角频率ω_com，根据滤波电容电压的dq分量U_cd,U_cq和输出电流的dq分量I_od,I_oq，通过幅值计算方程得到滤波电容输出电压幅值U_cm和输出电流幅值I_om。

步骤3.计算虚拟同步发电机的有功功率指令P_m、端电压指令U^*、矢量角θ：

根据锁相角频率ω_com、虚拟同步发电机给定的有功功率指令P₀、虚拟同步发电机给定有功功率指令P₀时的额定角频率ω₀，采用具有回差特性的故障状态判断环节，得到虚拟同步发电机的有功功率指令P_m和端电压指令U^*；

根据平均有功功率P、有功功率指令P_m以及额定角频率ω₀，经过功角控制方程得到虚拟同步发电机的矢量角θ；

步骤4.计算控制信号U_d,U_q

根据端电压U^*和滤波电容电压dq的分量U_cd,U_cq，通过电压控制方程得到控制信号U_d,U_q；

步骤5.生成PWM调制信号U_a ^*,U_b ^*,U_c ^*

将控制信号U_d,U_q经过单同步旋转坐标反变换并经过PWM调制，得到三相桥臂电压调制信号U_a,U_b,U_c，U_a,U_b,U_c通过具有回差特性的逐波限流控制模块生成最终开关管的PWM调制信号U_a ^*,U_b ^*,U_c ^*。

进一步优选地：

所述步骤2中，有功功率和无功功率计算方程为：

有功功率计算方程为：

无功功率计算方程为：

其中，Q_pq为功率计算方程品质因数，ω_h为陷波器需要滤除的谐波角频率，s为拉普拉斯算子，τ为一阶低通滤波器的时间常数，h为待滤除的谐波次数。

所述步骤2中，幅值计算方程为：

电压幅值计算方程为：

电流幅值计算方程为：

其中，U_cm为电压幅值，τ_u为电压幅值滤波时间常数，s为拉普拉斯算子，I_om为电流幅值，τ_i为电流幅值滤波时间常数。

所述步骤3中，采用具有回差特性的故障状态判断环节，得到虚拟同步发电机的有功功率指令P_m和端电压指令U^*的方法为：

当U_cm≥U_cm1,I_om≤I_om1时，虚拟同步发电机的有功功率指令P_m和端电压指令U^*为：

当U_cm＜U_cm2,I_om＞I_om2时，虚拟同步发电机的有功功率指令P_m和端电压指令U^*为：

其中，U₀为虚拟同步发电机给定无功功率指令Q₀时的额定输出电容电压，n为无功-电压下垂系数，ω₀为虚拟同步发电机给定有功功率指令P₀时的额定角频率，m为功角控制下垂系数，D为阻尼系数，U_cm1为输出电压返回值，I_om1为输出电流返回值，U_cm2为输出电压低阈值，I_om2为电流大阈值，K_Q为电网跌落时的无功功率补偿系数，s为拉普拉斯算子，I_N为额定相电流，K_pQ为端电压指令U^*的比例控制系数，K_iQ为端电压指令U^*的积分控制系数，ω是虚拟同步发电机角频率。

所述步骤3中，功角控制方程为：

其中，ω₀为虚拟同步发电机给定有功功率指令P₀时的额定角频率，J为模拟同步发电机机组的虚拟转动惯量，s为拉普拉斯算子。

所述步骤4中，电压控制方程为：

其中，K_p为电压环比例控制系数，K_i为电压环积分控制系数，K_d为电压环微分控制系数，K_r为电压环谐振控制器比例系数，Q_u为电压环准谐振调节器品质因数，ω_h为陷波器需要滤除的谐波角频率，s为拉普拉斯算子，h为待抑制的谐波次数。

所述步骤5中，采用回差特性的逐波限流模块生成最终开关管的PWM调制信号U_a ^*,U_b ^*,U_c ^*，具体为：

当瞬时值i_La＞i_m1时，S_a＝0；i_La≤i_m2时S_a＝1；

当瞬时值i_Lb＞i_m1时，S_b＝0；i_Lb≤i_m2时S_b＝1；

当瞬时值i_Lc＞i_m1时，S_c＝0；i_Lc≤i_m2时S_c＝1；

最终的PWM控制信号U_a ^*,U_b ^*,U_c ^*为：

U_a ^*＝U_a∧S_a

U_b ^*＝U_b∧S_b

U_c ^*＝U_c∧S_c

其中，S_a，S_b，S_c为三相桥臂的限流控制信号，i_m1为逐波限流模块电流大阈值，i_m2为逐波限流模块电流返回值。

本发明相比较现有技术，有益效果在于：

1)故障运行时不需要进行电流环与电压环的切换，只需采用外环指令切换的控制方案，即对功率指令和电压指令进行切换，保证了控制环路控制的连续性；

2)逐波限流的快速性与外环指令切换控制方案相结合，既能抑制瞬态过电流，又能保障在故障过程中的电压和电流波形指令。

附图说明

图1是本发明的虚拟同步发电机拓扑结构；

图2是本发明的虚拟同步发电机的功率外环控制框图；

图3是本发明的虚拟同步发电机的电压环控制框图。

具体实施方式

下面结合附图对本申请作进一步详细描述，有必要在此指出的是，以下具体实施方式只用于对本申请进行进一步的说明，不能理解为对本申请保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述申请内容对本申请作出一些非本质的改进和调整。

实施例1

参见图1，为本发明实施例中虚拟同步发电机拓扑结构，包括直流源Udc、直流侧滤波电容Cdc、三相半桥逆变电路、LC滤波器，直流侧滤波电容Cdc并联在所述直流源Udc的两端，直流源Udc的两个电源输出端分别与三相全桥逆变电路的两个输入端相连，三相全桥逆变电路的三相输出端与LC滤波器的三相输入端一一对应相连，LC滤波器的三相输出端分别与Dyn11型变压器的三角型侧相连接，变压器星型侧与三相电网Ea、Eb、Ec相连，电网相电压有效值为E，Lg为三相电网感抗对应的电感，LC滤波器由桥臂侧电感L和滤波电容C组成。

下面结合附图对本发明的方法作进一步详细的描述。

具体的，本实施例中的参数如下：直流母线电压Udc为550V，输出交流线电压有效值为380V/50Hz，额定容量为P_N＝100kW，虚拟同步发电机桥臂侧电感为L＝0.5mH，虚拟同步发电机滤波电容为C＝200μF。变压器为100kVA270/400V Dyn11型变压器，虚拟同步发电机采样频率f_s为10kHz，因而T_s＝100μs。

参见图1、2、3，本发明提供的一种虚拟同步发电机故障穿越控制方法，主要步骤如下：

步骤1.采样、坐标变换

采样：采集虚拟同步发电机滤波电容电压U_cm＝{u_ca,u_cb,u_cc}，虚拟同步发电机桥臂侧电感电流I_Lm＝{i_La,i_Lb,i_Lc},虚拟同步发电机输出电流I_om＝{i_oa,i_ob,i_oc},虚拟同步发电机公共连接点电压E_m＝{e_a,e_b,e_c}；

坐标变换：对虚拟同步发电机滤波电容电压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_oa,i_ob,i_oc分别进行单同步旋转坐标变换得到滤波电容电压的dq分量U_cd,U_cq、桥臂侧电感电流的dq分量I_Ld,I_Lq，输出电流的dq分量I_od,I_oq；

步骤2.计算平均有功功率P、平均无功功率Q、滤波电容电压幅值U_cm和电流幅值I_om

根据滤波电容电压的dq分量U_cd,U_cq和输出电流的dq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P和平均无功功率Q；

所述有功功率计算方程为：

所述无功功率计算方程为：

其中，Q_pq为功率计算方程品质因数，ω_h为陷波器需要滤除的谐波角频率，s为拉普拉斯算子，τ为一阶低通滤波器的时间常数，h为待滤除的谐波次数。

在本实施例中，考虑主要滤除的谐波次数为2次和3次谐波，因此选取h＝2,3，此时ω_h＝628.3186rad/s,942.4779rad/s。一阶低通滤波器主要考虑滤除高次谐波，且不影响动态响应，一般取τ≤2×10^-3s，本例取值τ＝1.5×10^-4s；品质因数Q_pq主要考虑陷波器的滤波效果，在本例中，选取Q_pq＝0.5

然后，对虚拟同步发电机公共连接点电压e_a,e_b,e_c，经过锁相环环节得到角频率ω_com，根据步骤1中得到的滤波电容电压的dq分量U_cd,U_cq和输出电流的dq分量I_od,I_oq，通过幅值计算方程得到滤波电容电压幅值U_cm和输出电流幅值I_om；

电压幅值计算方程为：

电流幅值计算方程为：

其中，U_cm为电压幅值，τ_u为电压幅值滤波时间常数，s为拉普拉斯算子，I_om为电流幅值，τ_i为电流幅值滤波时间常数。

在本实施例中，考虑主要滤除电压和电流中的高次谐波，可以取τ_u＝τ_i＝2×10^{- 4}s。

步骤3.计算虚拟同步发电机的有功功率指令P_m、端电压指令U^*、矢量角θ

根据角频率ω_com、虚拟同步发电机给定的有功功率指令P₀、虚拟同步发电机给定有功功率指令P₀时的额定角频率ω₀，采用具有回差特性的故障状态判断环节，得到虚拟同步发电机的有功功率指令P_m和端电压指令U^*。具有回差特性的故障判断环节给出了公共点故障的情况下的虚拟同步发电机控制环路的切换方案。当电容电压大于一定值，输出电流小于一定值，输出阻抗大于一定值时，系统处于正常运行状态，虚拟同步发电机根据虚拟同步发电机控制原理来调节功率输出来稳定公共点的电压和频率稳定性；当电容电压小于一定值，输出电流大于一定值，输出阻抗小于一定值时，系统处于故障运行状态，虚拟同步发电机应该切换控制环，运行于限流工作状态，并按照公共点电压降落补偿无功功率以支撑公共电压电压。

具体为：

当U_cm≥U_cm1,I_om≤I_om1时，虚拟同步发电机的有功功率指令P_m和端电压指令U^*为：

当U_cm＜U_cm2,I_om＞I_om2时，虚拟同步发电机的有功功率指令P_m和端电压指令U^*为：

其中，U₀为虚拟同步发电机给定无功功率指令Q₀时的额定输出电容电压，n为无功-电压下垂系数，ω₀为虚拟同步发电机给定有功功率指令P₀时的额定角频率，m为功角控制下垂系数，D为阻尼系数，U_cm1为输出电压返回值，I_om1为输出电流返回值，U_cm2为输出电压低阈值，I_om2为电流大阈值，K_Q为电网跌落时的无功功率补偿系数，I_N为额定相电流，K_pQ为端电压指令U^*的比例控制系数，K_iQ为端电压指令U^*的积分控制系数，ω是虚拟同步发电机角频率。

在本实施例中，选择输出电压低阈值

电流大阈值

输出电压返回值

输出电流返回值

然后，根据平均有功功率P、有功功率指令P_m以及额定角频率ω₀，经过功角控制方程得到虚拟同步发电机的矢量角θ；

所述功角控制方程为：

其中，ω₀为虚拟同步发电机给定有功功率指令P₀时的额定角频率，J为模拟同步发电机机组的虚拟转动惯量，s为拉普拉斯算子。

虚拟同步发电机的有功功率指令以及功角控制方程表明了虚拟同步发电机有功功率下垂曲线关系、虚拟惯量大小和阻尼大小。其中，虚拟惯量标明了系统频率的变化率，为了保证系统频率变化平稳，需要有较大的虚拟惯量；然而虚拟惯量相当于在系统中加入了一阶惯性环节，太大的虚拟惯量有可能导致系统的不稳定，因而参数选择需要折中处理。

为保证系统稳定性，惯性时间常数范围在τ_virtual＝Jω₀m≤2×10^-3s；功角控制下垂系数m表示下垂曲线的斜率，取值原则为100％的有功功率变化时，频率变化0.5Hz以内；给定有功功率指令P₀和相对应的额定角频率ω₀表示下垂曲线的位置关系，主要考虑虚拟同步发电机输出有功功率为P₀时，其输出频率大小。在本实施例中，功角控制下垂系数取值为

根据惯性时间常数取值原则取τ_virtual＝Jω₀m＝1.5×10^{- 3}s，可得J＝0.2kg·m²,为保证控制运行时能量不流向直流侧，给定有功功率指令取值为P₀＝1kW，此时对应的额定角频率取值为ω₀＝314.1593rad/s。

无功-电压下垂系数n取值原则为100％的无功功率变化时，电压幅值变化在2％之内；给定无功功率指令Q₀和相对应的额定输出电容电压U₀表示下垂曲线的位置关系，主要考虑虚拟同步发电机输出无功功率为Q₀时，其输出电压大小。在本实施例中，无功-电压下垂系数取值为

给定无功功率指令Q₀考虑系统输出无功功率为Q₀＝0，此时对应的额定输出电容电压U₀＝380V。

阻尼系数D表明了外环功率环的阻尼特性，根据控制系统二阶振荡方程可得系统的阻尼为

其中ζ＞0，

为功角传递函数，X为虚拟同步发电机每相等效输出阻抗。在本实施例中，虚拟同步发电机的等效输出阻抗为额定阻抗的5％，因而K_s等效为K_s≈20×100kW，将m,J,ω₀,K_s带入可得D的取值范围为D＞-40，在本实施例中，取ζ＝0.7，则D＝15640。

电网跌落时的无功功率补偿系数K_Q表明了电网故障情况下，虚拟同步发电机对公共点的电压支撑能力，根据相关标准，本实施例中，K_Q取值2。

步骤4.计算控制信号U_d,U_q

根据端电压U^*和滤波电容电压dq的分量U_cd,U_cq，通过电压控制方程得到控制信号U_d,U_q；

所述电压控制方程为：

其中，K_p为电压环比例控制系数，K_i为电压环积分控制系数，K_d为电压环微分控制系数，K_r为电压环谐振控制器比例系数，Q_u为电压环准谐振调节器品质因数，ω_h为陷波器需要滤除的谐波角频率，s为拉普拉斯算子，h为待抑制的谐波次数。

电压控制方程中的参数主要考虑控制系统的稳定性和动稳态性能；在本实施例中，取K_p＝0.03,K_i＝0.8,K_d＝0.2,准谐振调节器主要考虑消除系统中的奇次谐波，取h＝3,5,7,9,11，因而角频率分别等于ω_h＝942.5rad/s,1570.8rad/s,2199.1rad/s,2827.4rad/s,3455.8rad/s。

品质因数Q_u主要考虑谐振调节器的增益和稳定性，在本实施例中，选取Q_u＝0.7。

准谐振控制器比例系数综合考虑电压环的动稳态控制性能和系统稳定性，在本例中，选取K_r＝100。

步骤5.生成PWM调制信号U_a ^*,U_b ^*,U_c ^*

将控制信号U_d,U_q经过单同步旋转坐标反变换并经过PWM调制，得到三相桥臂电压调制信号U_a,U_b,U_c，U_a,U_b,U_c通过具有回差特性的逐波限流控制模块生成最终开关管的PWM调制信号U_a ^*,U_b ^*,U_c ^*。

所述具有回差特性的逐波限流模块为：

当瞬时值i_La＞i_m1时，S_a＝0；i_La≤i_m2时S_a＝1；

当瞬时值i_Lb＞i_m1时，S_b＝0；i_Lb≤i_m2时S_b＝1；

当瞬时值i_Lc＞i_m1时，S_c＝0；i_Lc≤i_m2时S_c＝1；

最终的PWM控制信号U_a ^*,U_b ^*,U_c ^*为：

U_a ^*＝U_a∧S_a

U_b ^*＝U_b∧S_b

U_c ^*＝U_c∧S_c

其中，S_a，S_b，S_c为三相桥臂的限流控制信号，i_m1为逐波限流模块电流大阈值，i_m2为逐波限流模块电流返回值。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，在不脱离本发明构思的前提下，本领域的技术人员可以对本发明的一种虚拟同步发电机故障穿越控制方法进行各种改动和变型，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种虚拟同步发电机故障穿越控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1.采样、坐标变换

采集虚拟同步发电机滤波电容电压U_cm＝{u_ca,u_cb,u_cc}，虚拟同步发电机桥臂侧电感电流I_Lm＝{i_La,i_Lb,i_Lc},虚拟同步发电机输出电流I_om＝{i_oa,i_ob,i_oc},虚拟同步发电机公共连接点电压E_m＝{e_a,e_b,e_c}；

对虚拟同步发电机滤波电容电压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_oa,i_ob,i_oc分别进行单同步旋转坐标变换得到滤波电容电压的dq分量U_cd,U_cq、桥臂侧电感电流的dq分量I_Ld,I_Lq，输出电流的dq分量I_od,I_oq；

步骤2.计算平均有功功率P、平均无功功率Q、滤波电容电压幅值U_cm和电流幅值I_om

根据滤波电容电压的dq分量U_cd,U_cq和输出电流的dq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P和平均无功功率Q；

对虚拟同步发电机公共连接点电压e_a,e_b,e_c，经过锁相环环节得到锁相角频率ω_com，根据滤波电容电压的dq分量U_cd,U_cq和输出电流的dq分量I_od,I_oq，通过幅值计算方程得到滤波电容输出电压幅值U_cm和输出电流幅值I_om；

步骤3.计算虚拟同步发电机的有功功率指令P_m、端电压指令U^*、矢量角θ

根据锁相角频率ω_com、虚拟同步发电机给定的有功功率指令P₀、虚拟同步发电机给定有功功率指令P₀时的额定角频率ω₀，采用具有回差特性的故障状态判断环节，得到虚拟同步发电机的有功功率指令P_m和端电压指令U^*，具体为：

当U_cm≥U_cm1,I_om≤I_om1时，虚拟同步发电机的有功功率指令P_m和端电压指令U^*为：

当U_cm＜U_cm2,I_om＞I_om2时，虚拟同步发电机的有功功率指令P_m和端电压指令U^*为：

其中，U₀为虚拟同步发电机给定无功功率指令Q₀时的额定输出电容电压，n为无功-电压下垂系数，m为功角控制下垂系数，D为阻尼系数，U_cm1为输出电压返回值，I_om1为输出电流返回值，U_cm2为输出电压低阈值，I_om2为电流大阈值，K_Q为电网跌落时的无功功率补偿系数，s为拉普拉斯算子，I_N为额定相电流，K_pQ为端电压指令U^*的比例控制系数，K_iQ为端电压指令U^*的积分控制系数，ω是虚拟同步发电机角频率；

根据平均有功功率P、有功功率指令P_m以及额定角频率ω₀，经过功角控制方程得到虚拟同步发电机的矢量角θ；

步骤4.计算控制信号U_d,U_q

根据端电压U^*和滤波电容电压dq的分量U_cd,U_cq，通过电压控制方程得到控制信号U_d,U_q；

步骤5.生成PWM调制信号U_a ^*,U_b ^*,U_c ^*

将控制信号U_d,U_q经过单同步旋转坐标反变换并经过PWM调制，得到三相桥臂电压调制信号U_a,U_b,U_c，U_a,U_b,U_c通过具有回差特性的逐波限流控制模块生成最终开关管的PWM调制信号U_a ^*,U_b ^*,U_c ^*。

2.根据权利要求1所述的一种虚拟同步发电机故障穿越控制方法，其特征在于，所述步骤2中，有功功率和无功功率计算方程为：

有功功率计算方程为：

无功功率计算方程为：

其中，Q_pq为功率计算方程品质因数，ω_h为陷波器需要滤除的谐波角频率，τ为一阶低通滤波器的时间常数，h为待滤除的谐波次数。

3.根据权利要求1所述的一种虚拟同步发电机故障穿越控制方法，其特征在于，所述步骤2中，幅值计算方程为：

电压幅值计算方程为：

电流幅值计算方程为：

其中，τ_u为电压幅值滤波时间常数，s为拉普拉斯算子，τ_i为电流幅值滤波时间常数。

4.根据权利要求1所述的一种虚拟同步发电机故障穿越控制方法，其特征在于，所述步骤3中，功角控制方程为：

其中，J为模拟同步发电机机组的虚拟转动惯量。

5.根据权利要求1所述的一种虚拟同步发电机故障穿越控制方法，其特征在于，所述步骤4中，电压控制方程为：

其中，K_p为电压环比例控制系数，K_i为电压环积分控制系数，K_d为电压环微分控制系数，K_r为电压环谐振控制器比例系数，Q_u为电压环准谐振调节器品质因数，ω_h为陷波器需要滤除的谐波角频率，h为待抑制的谐波次数。

6.根据权利要求1所述的一种虚拟同步发电机故障穿越控制方法，其特征在于，所述步骤5中，采用具有回差特性的逐波限流模块生成最终开关管的PWM调制信号U_a ^*,U_b ^*,U_c ^*，具体为：

当瞬时值i_La＞i_m1时，S_a＝0；i_La≤i_m2时S_a＝1；

当瞬时值i_Lb＞i_m1时，S_b＝0；i_Lb≤i_m2时S_b＝1；

当瞬时值i_Lc＞i_m1时，S_c＝0；i_Lc≤i_m2时S_c＝1；

最终的PWM控制信号U_a ^*,U_b ^*,U_c ^*为：

U_a ^*＝U_a∧S_a

U_b ^*＝U_b∧S_b

U_c ^*＝U_c∧S_c

其中，S_a，S_b，S_c为三相桥臂的限流控制信号，i_m1为逐波限流模块电流大阈值，i_m2为逐波限流模块电流返回值。

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