CN112234654B - 基于电容电压微分反馈的虚拟同步机的lc谐振抑制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于电容电压微分反馈的虚拟同步机的LC谐振抑制方法，属于分布式发电逆变器控制及电力电子技术领域。应用该控制方法的虚拟同步机的并网拓扑结构包括直流侧电压源、三相逆变器、三相线路阻抗和三相电网。所述方法通过虚拟同步机控制、电容电压微分反馈、虚拟并联电阻控制，在不损失可再生能源发电功率、不增加额外硬件成本、无需测量电容电流的前提下，抑制虚拟同步机LC谐振，改善虚拟同步机并网电能质量。

Description

基于电容电压微分反馈的虚拟同步机的LC谐振抑制方法

技术领域

本发明属于分布式发电逆变器控制及电力电子技术领域，尤其是涉及一种基于电容电压微分反馈的虚拟同步机的LC谐振抑制方法。所述方法通过虚拟同步机控制、电容电压微分控制、虚拟并联电阻控制，在不损失可再生能源发电功率，不增加额外硬件成本的前提下，抑制虚拟同步机LC谐振，改善虚拟同步机并网电能质量。

背景技术

电流控制型并网逆变器由于输出功率调节速度快、MPPT效率和可再生能源利用率高等优点，在基于可再生能源的分布式发电中得到了广泛应用。然而，电流控制型并网逆变器一般以最大化有功功率输出为主要运行目标，不能如传统同步机一样支撑电网电压和电网频率稳定，容易引发不稳定问题。随着可再生能源发电渗透率的不断提升，并网逆变器接入公共电网的稳定性问题得到日益广泛的关注，虚拟同步机技术应运而生。

虚拟同步机技术能够模拟传统同步机的阻尼和惯性，从而为电网提供频率和电压支撑。现有研究表明，大规模可再生能源发电设备接入电网时，接入一定比例的虚拟同步机有利于分布式发电系统稳定。虚拟同步机一般基于LC滤波器型并网逆变器实现，而LC滤波器存在谐振峰，将导致LC谐振，从而导致不稳定。

现有虚拟同步机一般通过在LC滤波器滤波电容支路上串联或并联阻尼电阻抑制LC谐振。然而，加入阻尼电阻将导致可再生能源发电功率损失，并且增加额外硬件成本。另外，现有加入虚拟电阻抑制LC谐振的方法，需要检测逆变器侧滤波电容电流；而一般情况下，为了节约成本，逆变器侧滤波电容上通常不加装电流传感器；如果要通过电容电流反馈实现虚拟电阻，则必须增加传感器成本。基于以上三点，考虑在不加入阻尼电阻、不加装逆变器侧滤波电容的前提下抑制虚拟同步机LC谐振具有重要意义。

目前，对于抑制虚拟同步机LC谐振，已有多篇学术论文进行分析并提出解决方案，例如：

1、题为“虚拟同步发电机及其在微电网中的应用”，《中国电机工程学报》，2014年第16期2591-2603页的文章。该文研究了虚拟同步发电机及其在微电网中的应用，提出了虚拟同步发电机的一般形式和一般应用，并提出虚拟同步发电机的无缝切换方法、阻尼和惯性设计方法。然而，该文所采用的虚拟同步机基于LC滤波器型并网逆变器实现，而LC滤波器存在谐振峰，将导致LC谐振，从而导致不稳定。

2、题为“新能源接入智能电网的逆变控制关键技术”，机械工业出版社，2016年出版的专著，研究了基于虚拟同步机的电网友好型逆变器控制技术。该专著通过在滤波电容上并联阻尼电阻抑制了虚拟同步发电机LC谐振。然而，加入阻尼电阻将导致可再生能源发电功率损失，并且增加额外硬件成本。

3、题为“电网对称故障下虚拟同步发电机建模与改进控制”，《中国电机工程学报》，2017年第2期403～411页的文章，建立了虚拟同步发电机模型，证明虚拟同步发电机在电网对称故障时，无法抑制短路电流，并提出在αβ坐标系下虚拟网侧电阻从而解决故障电流超限问题。然而，该论文所涉及的虚拟电阻主要针对网侧阻抗，难以用于解决虚拟同步机LC谐振问题。

4、中国发明专利文献(公开号CN 108390396 A)于2018年08月10日公开的《基于动态虚拟电抗的虚拟同步发电机控制方法》，提出了一种基于动态虚拟电抗的虚拟同步发电机控制方法，在两相旋转坐标系中设计虚拟电抗，从而减小虚拟同步发电机输出有功功率和无功功率在动态过程中的耦合程度，抑制虚拟发电机动态过程中的功率振荡。然而，该发明所涉及的虚拟电阻主要针对虚拟网侧阻抗，难以用于解决虚拟同步机LC谐振问题。

5、题为“数字控制LCL型并网逆变器的有源阻尼和电流控制研究”，华中科技大学，2015年7月15日的博士毕业论文，研究了数字控制LCL型并网逆变器的有源阻尼控制，提出可以通过虚拟并联电阻抑制LC谐振，并研究了控制延时对有源阻尼效果的影响。然而，该论文所涉及的仅是电流控制型LCL并网逆变器，未计及LC型虚拟同步发电机控制；且该论文所研究的加入虚拟电阻抑制LC谐振的方法，需要检测逆变器侧滤波电容电流；而一般情况下，为了节约成本，逆变器侧滤波电容上通常不加装电流传感器；如果要通过电容电流反馈实现虚拟电阻，则必须增加传感器成本。

综合以上文献，现有虚拟同步机的LC谐振抑制方法和阻尼方法存在以下不足：

1、现有通过在虚拟同步机LC滤波器滤波电容支路上加入阻尼电阻抑制LC谐振的方法，将导致可再生能源发电功率损失，并且增加额外硬件成本。

2、现有虚拟同步机的虚拟电阻的方法，主要针对虚拟网侧电阻和网侧过电流抑制，难以用于解决虚拟同步机的LC谐振问题。

3、现有虚拟同步机的虚拟阻抗方法，主要用以解决微电网中无功功率均分问题或并网功率振荡问题，主要针对虚拟网侧阻抗，难以用于解决虚拟同步机LC谐振问题。

4、现有基于虚拟并联电阻的并网逆变器的LC谐振抑制方法，需要检测逆变器侧滤波电容电流并需要加装电流传感器；将增加传感器成本。

因此，有必要研究无需加入实际阻尼电阻、不损失可再生能源发电功率，不增加额外硬件成本的虚拟同步机的LC谐振抑制方法。

发明内容

本发明提出一种基于电容电压微分反馈的虚拟同步机的LC谐振抑制方法，所述方法通过虚拟同步机控制、电容电压微分控制、虚拟并联电阻控制，在不损失可再生能源发电功率，不增加额外硬件成本的前提下，抑制虚拟同步机LC谐振，改善虚拟同步机并网电能质量。

本发明的目的是这样实现的。本发明提出基于电容电压微分反馈的虚拟同步机的LC谐振抑制方法，通过在虚拟同步机控制的调制电压生成环节引入LC滤波器三相滤波电容电压微分负反馈，从而实现虚拟并联电阻，进而解决虚拟同步机的LC谐振问题。

具体的，本发明提供一种基于电容电压微分反馈的虚拟同步机的LC谐振抑制方法，应用该抑制方法的虚拟同步机的拓扑结构包括直流侧电压源、三相逆变器、三相电网阻抗和三相电网；所述直流侧电压源与三相逆变器连接，三相逆变器经三相电网阻抗后接入三相电网；所述三相逆变器由三相全桥逆变电路、三相LC滤波器、三相电压电流传感器、三相逆变器控制器组成；所述三相全桥逆变电路和三相LC滤波器连接；所述三相电压电流传感器采样三相LC滤波器上滤波电容三相电压和滤波电感三相电流并将采样信号传输至三相逆变器控制器；三相逆变器控制器经过控制计算后，输出PWM信号控制三相全桥逆变电路；

所述LC谐振抑制方法在每个三相逆变器控制器计算周期T_compute内均进行一轮虚拟同步机控制计算和电容电压微分反馈控制计算，T_compute＝1/f_compute，f_compute为三相逆变器控制器计算频率；

一轮虚拟同步机控制计算和电容电压微分反馈控制计算的步骤如下：

步骤1，将三相LC滤波器中的电容和电感分别记为逆变器侧滤波电容和逆变器侧滤波电感，三相电压电流传感器采样逆变器侧滤波电容三相电压U_a,U_b,U_c、逆变器侧滤波电感三相电流I_La,I_Lb,I_Lc，并将采样信号传输至三相逆变器控制器；

步骤2，三相逆变器控制器根据步骤1得到的逆变器侧滤波电容三相电压U_a,U_b,U_c，通过三相静止坐标系电压到两相静止坐标系电压变换公式得到静止坐标系逆变器侧滤波电容两相电压U_α,U_β；三相逆变器控制器根据步骤1得到的逆变器侧滤波电感三相电流I_La,I_Lb,I_Lc，通过三相静止坐标系电流到两相静止坐标系电流变换公式得到静止坐标系逆变器侧滤波电感两相电流I_Lα,I_Lβ；

步骤3，三相逆变器控制器根据步骤2得到的静止坐标系逆变器侧滤波电容两相电压U_α,U_β和静止坐标系逆变器侧滤波电感两相电流I_Lα,I_Lβ，通过瞬时功率计算公式得到三相逆变器输出有功功率P和三相逆变器输出无功功率Q；

所述瞬时功率计算公式为：

P＝U_αI_Lα+U_βI_Lβ

Q＝U_βI_Lα-U_αI_Lβ

步骤4，记无功轴为q轴，有功轴为d轴，三相逆变器控制器根据步骤2得到的静止坐标系逆变器侧滤波电容两相电压U_α,U_β，通过两相静止坐标系电压到两相旋转坐标系电压变换公式得到逆变器侧滤波电容d轴电压U_d和逆变器侧滤波电容q轴电压U_q，通过单同步坐标系锁相环锁相公式得到逆变器侧滤波电容A相电压相角θ_PLL；

步骤5，三相逆变器控制器根据步骤3计算得到的三相逆变器输出有功功率P，通过有功功率环计算公式得到虚拟同步机输出的调制波角度θ_m；三相逆变器控制器根据步骤3计算得到的三相逆变器输出无功功率Q和步骤4计算得到的逆变器侧滤波电容d轴电压U_d，通过无功功率环计算公式得到虚拟同步机输出的调制波幅值U_{m_VSG}；

所述有功功率环计算公式为：

所述无功功率环计算公式为：

其中，P_set为三相逆变器输出有功功率参考值，ω_n为三相电网额定角频率，D_p为虚拟同步机频率下垂系数，J为虚拟同步机虚拟转动惯量，U_nAmp为三相电网额定相电压幅值，Q_set为三相逆变器输出无功功率参考值，D_q是虚拟同步机电压下垂系数，K_q为无功功率控制惯性系数，s为拉普拉斯算子；

步骤6，三相逆变器控制器根据步骤5得到的虚拟同步机输出的调制波幅值U_{m_VSG}和虚拟同步机输出的调制波角度θ_m，通过虚拟同步机调制波计算公式得到虚拟同步机输出三相调制电压U_{mA_VSG},U_{mB_VSG},U_{mC_VSG}；

所述虚拟同步机调制波计算公式为：

U_{mA_VSG}＝U_{m_VSG}×cos(θ_m)

步骤7，三相逆变器控制器根据步骤1得到的逆变器侧滤波电容三相电压U_a,U_b,U_c，通过微分运算公式得到逆变器侧滤波电容三相电流I_Ca,I_Cb,I_Cc，再通过虚拟并联电阻计算公式得到虚拟并联电阻引起的三相调制电压增量ΔU_mA,ΔU_mB,ΔU_mC；

所述微分运算公式为：

I_Ca＝C_fsU_a

I_Cb＝C_fsU_b

I_Cc＝C_fsU_c

所述虚拟并联电阻计算公式为：

其中，L_f为三相LC滤波器逆变器侧滤波电感值，C_f为三相LC滤波器逆变器侧滤波电容值，R_d为虚拟并联电阻值；

步骤8，三相逆变器控制器根据步骤6得到的虚拟同步机输出三相调制电压U_{mA_VSG},U_{mB_VSG},U_{mC_VSG}，以及步骤7得到的虚拟并联电阻引起的三相调制电压增量ΔU_mA,ΔU_mB,ΔU_mC，计算得到三相逆变器输出三相调制电压U_mA,U_mB,U_mC，计算公式如下：

U_mA＝U_{mA_VSG}+ΔU_mA

U_mB＝U_{mB_VSG}+ΔU_mB

U_mC＝U_{mC_VSG}+ΔU_mC

步骤9，三相逆变器控制器根据步骤8计算得到的三相逆变器输出三相调制电压U_mA,U_mB,U_mC进行PWM调制发波控制并输出PWM信号，通过PWM信号控制三相全桥逆变电路将三相逆变器输出电能输送到三相电网。

优选地，步骤2中所述三相静止坐标系电压到两相静止坐标系电压变换公式为：

步骤2中所述三相静止坐标系电流到两相静止坐标系电流变换公式为：

优选地，步骤4中所述两相静止坐标系电压到两相旋转坐标系电压变换公式为：

U_d＝cos(θ_{PLL_Last})×U_α+sin(θ_{PLL_Last})×U_β

U_q＝-sin(θ_{PLL_Last})×U_α+cos(θ_{PLL_Last})×U_β

步骤4中所述单同步坐标系锁相环锁相公式为：

其中，θ_{PLL_Last}为上一个计算周期通过单同步坐标系锁相环锁相公式到的逆变器侧滤波电容A相电压相角，k_{p_PLL}为单同步坐标系锁相环的比例调节器系数，k_{i_PLL}为单同步坐标系锁相环的积分调节器系数。

相对于现有技术，本发明的有益效果为：

1、本发明考虑了虚拟同步机LC谐振问题，并采用虚拟并联电阻方案抑制虚拟同步机LC谐振；

2、本发明不加入实际阻尼电阻，只通过控制加入虚拟电阻，不仅能抑制虚拟同步机LC谐振，且不会造成电能损耗；

3、本发明不加入实际阻尼电阻、不造成电能损耗，因此不会增加实际阻尼电阻成本，也不会增加额外散热设备成本；

4、本发明通过逆变器侧滤波电容电压微分反馈实现虚拟并联电阻，无需检测逆变器侧滤波电容电流，从而无需增加电流检测传感器成本。

附图说明

图1为涉及本发明的虚拟同步机及逆变器的主电路拓扑图。

图2为涉及本发明的虚拟同步机的控制框图。

图3为涉及本发明的电容电压微分负反馈的控制框图。

图4为不采用本发明方法时虚拟同步机并网电压和并网电流波形。

图5为采用本发明方法时虚拟同步机并网电压和并网电流波形。

具体实施方式

下面结合附图对本实施例进行具体的描述。

图1为涉及本发明的虚拟同步机及逆变器的主电路拓扑图，由图1可见，应用本发明抑制方法的虚拟同步机的拓扑结构包括直流侧电压源10、三相逆变器60、三相电网阻抗70和三相电网80；所述直流侧电压源10与三相逆变器60连接，三相逆变器60经三相电网阻抗70后接入三相电网80；所述三相逆变器60由三相全桥逆变电路20、三相LC滤波器30、三相电压电流传感器40、三相逆变器控制器50组成；所述三相全桥逆变电路20和三相LC滤波器30连接；所述三相电压电流传感器40采样三相LC滤波器30上滤波电容三相电压和滤波电感三相电流并将采样信号传输至三相逆变器控制器50；三相逆变器控制器50经过控制计算后，输出PWM信号控制三相全桥逆变电路20。

在图1中，V_dc为直流侧电压源10的直流侧电压；L_f为三相LC滤波器30桥臂侧电感，C_f为三相LC滤波器30中的滤波电容；R_g为三相电网阻抗70中的电阻，L_g为三相电网阻抗70中的电感；Grid为三相电网80，PCC是公共耦合点。

本实施例中逆变器的主电路参数为：直流侧电压V_dc为800V，逆变器额定输出线电压为380V/50Hz，逆变器额定功率为100kW，逆变器侧滤波电容C_f为270uF，逆变器侧滤波电感L_f为0.56mH，三相电网阻抗中电感部分L_g＝2mH，三相电网中电阻部分R_g＝0.125Ω。

所述LC谐振抑制方法在每个三相逆变器控制器50计算周期T_compute内均进行一轮虚拟同步机控制计算和电容电压微分反馈控制计算，T_compute＝1/f_compute，f_compute为三相逆变器控制器50计算频率。在本实施例中，f_compute＝5000Hz。

具体的，一轮虚拟同步机控制计算和电容电压微分反馈控制计算的步骤如下：

步骤1，将三相LC滤波器30中的电容和电感分别记为逆变器侧滤波电容和逆变器侧滤波电感，三相电压电流传感器40采样逆变器侧滤波电容三相电压U_a,U_b,U_c、逆变器侧滤波电感三相电流I_La,I_Lb,I_Lc，并将采样信号传输至三相逆变器控制器50。

步骤2，三相逆变器控制器50根据步骤1得到的逆变器侧滤波电容三相电压U_a,U_b,U_c，通过三相静止坐标系电压到两相静止坐标系电压变换公式得到静止坐标系逆变器侧滤波电容两相电压U_α,U_β；三相逆变器控制器50根据步骤1得到的逆变器侧滤波电感三相电流I_La,I_Lb,I_Lc，通过三相静止坐标系电流到两相静止坐标系电流变换公式得到静止坐标系逆变器侧滤波电感两相电流I_Lα,I_Lβ。

所述三相静止坐标系电压到两相静止坐标系电压变换公式为：

所述三相静止坐标系电流到两相静止坐标系电流变换公式为：

步骤3，三相逆变器控制器50根据步骤2得到的静止坐标系逆变器侧滤波电容两相电压U_α,U_β和静止坐标系逆变器侧滤波电感两相电流I_Lα,I_Lβ，通过瞬时功率计算公式得到三相逆变器输出有功功率P和三相逆变器输出无功功率Q。

所述瞬时功率计算公式为：

P＝U_αI_Lα+U_βI_Lβ

Q＝U_βI_Lα-U_αI_Lβ

步骤4，记无功轴为q轴，有功轴为d轴，三相逆变器控制器50根据步骤2得到的静止坐标系逆变器侧滤波电容两相电压U_α,U_β，通过两相静止坐标系电压到两相旋转坐标系电压变换公式得到逆变器侧滤波电容d轴电压U_d和逆变器侧滤波电容q轴电压U_q，通过单同步坐标系锁相环锁相公式得到逆变器侧滤波电容A相电压相角θ_PLL。

所述两相静止坐标系电压到两相旋转坐标系电压变换公式为：

U_d＝cos(θ_{PLL_Last})×U_α+sin(θ_{PLL_Last})×U_β

U_q＝-sin(θ_{PLL_Last})×U_α+cos(θ_{PLL_Last})×U_β

所述单同步坐标系锁相环锁相公式为：

其中，θ_{PLL_Last}为上一个计算周期通过单同步坐标系锁相环锁相公式到的逆变器侧滤波电容A相电压相角，k_{p_PLL}为单同步坐标系锁相环的比例调节器系数，k_{i_PLL}为单同步坐标系锁相环的积分调节器系数。在本实施例中，k_{p_PLL}＝1.0637，k_{i_PLL}＝176.0135。

步骤5，三相逆变器控制器50根据步骤3计算得到的三相逆变器输出有功功率P，通过有功功率环计算公式得到虚拟同步机输出的调制波角度θ_m；三相逆变器控制器50根据步骤3计算得到的三相逆变器输出无功功率Q和步骤4计算得到的逆变器侧滤波电容d轴电压U_d，通过无功功率环计算公式得到虚拟同步机输出的调制波幅值U_{m_VSG}。

所述有功功率环计算公式为：

所述无功功率环计算公式为：

其中，P_set为三相逆变器输出有功功率参考值，ω_n为三相电网80额定角频率，D_p为虚拟同步机频率下垂系数，J为虚拟同步机虚拟转动惯量，U_nAmp为三相电网80额定相电压幅值，Q_set为三相逆变器输出无功功率参考值，D_q是虚拟同步机电压下垂系数，K_q为无功功率控制惯性系数，s为拉普拉斯算子。在本实施例中，P_set＝100kW，ω_n＝314.1593rad/s，D_p＝50，J＝0.057kg×m²，U_nAmp＝311.08V，Q_set＝0Var，D_q＝3210，K_q＝120。

步骤6，三相逆变器控制器50根据步骤5得到的虚拟同步机输出的调制波幅值U_{m_VSG}和虚拟同步机输出的调制波角度θ_m，通过虚拟同步机调制波计算公式得到虚拟同步机输出三相调制电压U_{mA_VSG},U_{mB_VSG},U_{mC_VSG}。

所述虚拟同步机调制波计算公式为：

U_{mA_VSG}＝U_{m_VSG}×cos(θ_m)

以上为虚拟同步机控制计算的步骤，图2给出了虚拟同步机控制计算的控制框图。

步骤7，三相逆变器控制器50根据步骤1得到的逆变器侧滤波电容三相电压U_a,U_b,U_c，通过微分运算公式得到逆变器侧滤波电容三相电流I_Ca,I_Cb,I_Cc，再通过虚拟并联电阻计算公式得到虚拟并联电阻引起的三相调制电压增量ΔU_mA，ΔU_mB，ΔU_mC。

所述微分运算公式为：

I_Ca＝C_fsU_a

I_Cb＝C_fsU_b

I_Cc＝C_fsU_c

所述虚拟并联电阻计算公式为：

其中，L_f为三相LC滤波器30逆变器侧滤波电感值，C_f为三相LC滤波器30逆变器侧滤波电容值，R_d为虚拟并联电阻值。在本实施例中，R_d＝3Ω。

步骤8，三相逆变器控制器50根据步骤6得到的虚拟同步机输出三相调制电压U_{mA_VSG},U_{mB_VSG},U_{mC_VSG}，以及步骤7得到的虚拟并联电阻引起的三相调制电压增量ΔU_mA,ΔU_mB,ΔU_mC，计算得到三相逆变器输出三相调制电压U_mA,U_mB,U_mC，计算公式如下：

U_mA＝U_{mA_VSG}+ΔU_mA

U_mB＝U_{mB_VSG}+ΔU_mB

U_mC＝U_{mC_VSG}+ΔU_mC

步骤7至步骤8为电容电压微分反馈控制计算，图3给出了电容电压微分反馈控制计算的控制框图。

步骤9，三相逆变器控制器50根据步骤8计算得到的三相逆变器输出三相调制电压U_mA,U_mB,U_mC进行PWM调制发波控制并输出PWM信号，通过PWM信号控制三相全桥逆变电路20将三相逆变器输出电能输送到三相电网80。

图4为不采用本发明方法时虚拟同步机并网电压和并网电流波形，由图4可以看出，此时并网电压和并网电流出现谐振现象，说明虚拟同步机不采用电容电压微分反馈控制时发生LC谐振。

图5为采用本发明方法时虚拟同步机并网电压和并网电流波形，由图5可以看出，此时并网电压和并网电流谐振消失，并网电压、电流波形良好。说明虚拟同步机采用本专利所提基于电容电压微分反馈控制的LC谐振抑制方法时，不会发生LC谐振，能够实现稳定并网。

Claims (3)

1.一种基于电容电压微分反馈的虚拟同步机的LC谐振抑制方法，应用该抑制方法的虚拟同步机的拓扑结构包括直流侧电压源(10)、三相逆变器(60)、三相电网阻抗(70)和三相电网(80)；所述直流侧电压源(10)与三相逆变器(60)连接，三相逆变器(60)经三相电网阻抗(70)后接入三相电网(80)；所述三相逆变器(60)由三相全桥逆变电路(20)、三相LC滤波器(30)、三相电压电流传感器(40)、三相逆变器控制器(50)组成；所述三相全桥逆变电路(20)和三相LC滤波器(30)连接；所述三相电压电流传感器(40)采样三相LC滤波器(30)上滤波电容三相电压和滤波电感三相电流并将采样信号传输至三相逆变器控制器(50)；三相逆变器控制器(50)经过控制计算后，输出PWM信号控制三相全桥逆变电路(20)；

其特征在于，所述LC谐振抑制方法在每个三相逆变器控制器(50)计算周期T_compute内均进行一轮虚拟同步机控制计算和电容电压微分反馈控制计算，T_compute＝1/f_compute，f_compute为三相逆变器控制器(50)计算频率；

一轮虚拟同步机控制计算和电容电压微分反馈控制计算的步骤如下：

步骤1，将三相LC滤波器(30)中的电容和电感分别记为逆变器侧滤波电容和逆变器侧滤波电感，三相电压电流传感器(40)采样逆变器侧滤波电容三相电压U_a,U_b,U_c、逆变器侧滤波电感三相电流I_La,I_Lb,I_Lc，并将采样信号传输至三相逆变器控制器(50)；

步骤2，三相逆变器控制器(50)根据步骤1得到的逆变器侧滤波电容三相电压U_a,U_b,U_c，通过三相静止坐标系电压到两相静止坐标系电压变换公式得到静止坐标系逆变器侧滤波电容两相电压U_α,U_β；三相逆变器控制器(50)根据步骤1得到的逆变器侧滤波电感三相电流I_La,I_Lb,I_Lc，通过三相静止坐标系电流到两相静止坐标系电流变换公式得到静止坐标系逆变器侧滤波电感两相电流I_Lα,I_Lβ；

步骤3，三相逆变器控制器(50)根据步骤2得到的静止坐标系逆变器侧滤波电容两相电压U_α,U_β和静止坐标系逆变器侧滤波电感两相电流I_Lα,I_Lβ，通过瞬时功率计算公式得到三相逆变器输出有功功率P和三相逆变器输出无功功率Q；

所述瞬时功率计算公式为：

P＝U_αI_Lα+U_βI_Lβ

Q＝U_βI_Lα-U_αI_Lβ

步骤4，记无功轴为q轴，有功轴为d轴，三相逆变器控制器(50)根据步骤2得到的静止坐标系逆变器侧滤波电容两相电压U_α,U_β，通过两相静止坐标系电压到两相旋转坐标系电压变换公式得到逆变器侧滤波电容d轴电压U_d和逆变器侧滤波电容q轴电压U_q，通过单同步坐标系锁相环锁相公式得到逆变器侧滤波电容A相电压相角θ_PLL；

步骤5，三相逆变器控制器(50)根据步骤3计算得到的三相逆变器输出有功功率P，通过有功功率环计算公式得到虚拟同步机输出的调制波角度θ_m；三相逆变器控制器(50)根据步骤3计算得到的三相逆变器输出无功功率Q和步骤4计算得到的逆变器侧滤波电容d轴电压U_d，通过无功功率环计算公式得到虚拟同步机输出的调制波幅值U_{m_VSG}；

所述有功功率环计算公式为：

所述无功功率环计算公式为：

其中，P_set为三相逆变器输出有功功率参考值，ω_n为三相电网(80)额定角频率，D_p为虚拟同步机频率下垂系数，J为虚拟同步机虚拟转动惯量，U_nAmp为三相电网(80)额定相电压幅值，Q_set为三相逆变器输出无功功率参考值，D_q是虚拟同步机电压下垂系数，K_q为无功功率控制惯性系数，s为拉普拉斯算子；

步骤6，三相逆变器控制器(50)根据步骤5得到的虚拟同步机输出的调制波幅值U_{m_VSG}和虚拟同步机输出的调制波角度θ_m，通过虚拟同步机调制波计算公式得到虚拟同步机输出三相调制电压U_{mA_VSG},U_{mB_VSG},U_{mC_VSG}；

所述虚拟同步机调制波计算公式为：

U_{mA_VSG}＝U_{m_VSG}×cos(θ_m)

步骤7，三相逆变器控制器(50)根据步骤1得到的逆变器侧滤波电容三相电压U_a,U_b,U_c，通过微分运算公式得到逆变器侧滤波电容三相电流I_Ca,I_Cb,I_Cc，再通过虚拟并联电阻计算公式得到虚拟并联电阻引起的三相调制电压增量ΔU_mA,ΔU_mB,ΔU_mC；

所述微分运算公式为：

I_Ca＝C_fsU_a

I_Cb＝C_fsU_b

I_Cc＝C_fsU_c

所述虚拟并联电阻计算公式为：

其中，L_f为三相LC滤波器(30)逆变器侧滤波电感值，C_f为三相LC滤波器(30)逆变器侧滤波电容值，R_d为虚拟并联电阻值；

步骤8，三相逆变器控制器(50)根据步骤6得到的虚拟同步机输出三相调制电压U_{mA_VSG},U_{mB_VSG},U_{mC_VSG}，以及步骤7得到的虚拟并联电阻引起的三相调制电压增量ΔU_mA,ΔU_mB,ΔU_mC，计算得到三相逆变器输出三相调制电压U_mA,U_mB,U_mC，计算公式如下：

U_mA＝U_{mA_VSG}+ΔU_mA

U_mB＝U_{mB_VSG}+ΔU_mB

U_mC＝U_{mC_VSG}+ΔU_mC

步骤9，三相逆变器控制器(50)根据步骤8计算得到的三相逆变器输出三相调制电压U_mA,U_mB,U_mC进行PWM调制发波控制并输出PWM信号，通过PWM信号控制三相全桥逆变电路(20)将三相逆变器输出电能输送到三相电网(80)。

2.根据权利要求1所述的一种基于电容电压微分反馈的虚拟同步机的LC谐振抑制方法，其特征在于，步骤2中所述三相静止坐标系电压到两相静止坐标系电压变换公式为：

步骤2中所述三相静止坐标系电流到两相静止坐标系电流变换公式为：

3.根据权利要求1所述的一种基于电容电压微分反馈的虚拟同步机的LC谐振抑制方法，其特征在于，步骤4中所述两相静止坐标系电压到两相旋转坐标系电压变换公式为：

U_d＝cos(θ_{PLL_Last})×U_α+sin(θ_{PLL_Last})×U_β

U_q＝-sin(θ_{PLL_Last})×U_α+cos(θ_{PLL_Last})×U_β

步骤4中所述单同步坐标系锁相环锁相公式为：

其中，θ_{PLL_Last}为上一个计算周期通过单同步坐标系锁相环锁相公式到的逆变器侧滤波电容A相电压相角，k_{p_PLL}为单同步坐标系锁相环的比例调节器系数，k_{i_PLL}为单同步坐标系锁相环的积分调节器系数。

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