CN114374234A - 一种基于虚拟同步机并联系统的无功均分控制系统和方法 - Google Patents

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CN114374234A CN202111415796.3A CN202111415796A CN114374234A CN 114374234 A CN114374234 A CN 114374234A CN 202111415796 A CN202111415796 A CN 202111415796A CN 114374234 A CN114374234 A CN 114374234A
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李先峰
张国峰
杨昌巍
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Abstract

本发明公开了一种基于虚拟同步机并联系统的无功均分控制系统和方法，其中无功均分控制系统包括电流采集模块、电压采集模块、功率计算模块、电压额定幅值修正模块、频率‑有功功率下垂控制调节模块、虚拟转动惯量模块、逆变器相位生成模块、电压参考信号生成模块、幅值检测模块、电压‑无功功率下垂控制调节模块、积分调节模块、电压参考信号生成模块、电流环参考信号生成模块、电流环调节模块、脉宽调制模块以及光电转换驱动模块；其中无功均分控制方法是通过上述无功均分控制系统实现的。本发明解决了虚拟同步机并联系统内的各逆变器之间无功功率不均分问题，提高了虚拟同步机并联系统的安全性。

Description

一种基于虚拟同步机并联系统的无功均分控制系统和方法
技术领域
本发明涉及一种基于虚拟同步机并联系统的无功均分控制系统和方法，属于虚拟同步机并联安全控制技术领域。
背景技术
随着国民经济的快速发展，人们对电力的需求量越来越大，电网的规模以及远距离输送的电力容量均在不断增长，为了节省投资，提高发电系统的安全性与灵活性，分布式发电系统应运而生。
随着分布式发电的快速发展，对分布式发电系统的容量、性能、可扩展性等要求越来越高。逆变电源作为分布式发电系统中的核心发电设备，其由集中供电向分布式并联供电发展成为必然趋势，同时逆变器并联技术是分布式发电系统实现高可靠性、高冗余性、高容量和高可扩展性的基础，也是分布式发电系统稳定运行的关键所在。
然而，当多台逆变器并联向负载供电时，若各台逆变器连接线路阻抗不一致，基于传统下垂控制策略下的分布式并联方案难以实现并联系统内的各台逆变器均分负载无功功率，严重时将会造成各台虚拟同步机显著不均流，整个并联系统无法正常工作，从而危害逆变器并联系统的可靠性。
因此，本领域技术人员急需研发一种能够使虚拟同步机内无功功率均分的控制系统和方法。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种基于虚拟同步机并联系统的无功均分控制系统和方法，本发明解决了虚拟同步机并联系统内的各逆变器之间无功功率不均分问题，提高了虚拟同步机并联系统的安全性。
为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：
一方面，本申请提供一种基于虚拟同步机并联系统的无功均分控制系统，虚拟同步机并联系统包括多个并联的含输入电源及负荷的三相逆变器主电路，各三相逆变器主电路上均连接有对应的无功均分控制系统，各无功均分控制系统均包括电流采集模块、电压采集模块、功率计算模块、电压额定幅值修正模块、频率-有功功率下垂控制调节模块、虚拟转动惯量模块、逆变器相位生成模块、电压参考信号生成模块、幅值检测模块、电压-无功功率下垂控制调节模块、积分调节模块、电压参考信号生成模块、电流环参考信号生成模块、电流环调节模块、脉宽调制模块以及光电转换驱动模块；
所述电流采集模块获取三相逆变器主电路电流信号，电压采集模块获取三相逆变器出口电压信号；
所述电流采集模块输出端Ⅰ连接功率计算模块，输出端Ⅱ连接电流环调节模块；
所述电压采集模块第一输出端连接功率计算模块；
所述功率计算模块的两个输出端分别连接电压额定幅值修正模块输入端和频率-有功功率下垂控制调节模块第一输入端，其中电压额定幅值修正模块的输出端连接频率-无功功率下垂控制的调节模块的第二输入端；
所述频率-有功功率下垂控制调节模块输出端与虚拟转动惯量模块、逆变器相位生成模块以及电压参考信号生成模块顺次连接，其中虚拟转动惯量模块输出端连接频率-有功功率下垂控制调节模块第三输入端；
所述压采集模块的第二输出端与幅值检测模块、电压-无功功率下垂控制调节模块、积分调节模块、电压参考信号生成模块、电流环参考信号生成模块、电流环调节模块、脉宽调制模块以及光电转换驱动模块顺次连接，其中压采集模块的第三输出端连接电流环参考信号生成模块输入端，压采集模块的第四输出端连接电流环调节模块输入端；
所述光电转换驱动模块通讯连接三相逆变器主电路的功率开关管，根据接收脉宽调制模块输出的占空比信号，输出功率开关管开通或关断信号，驱动功率开关管开通或关断。
另一方面，本申请提供一种基于虚拟同步机并联系统的无功均分控制方法，该方法是基于上述的基于虚拟同步机并联系统的无功均分控制系统实现的，包括以下步骤：
电流采集模块获取电流信号，并发送至功率计算模块和电流环调节模块；
电压采集模块获取电压信号，并发送至功率计算模块、电压幅值检测模块、电流环参考信号生成模块和电流环调节模块；
功率计算模块根据接收的电流信号和电压信号，计算得到有功功率信号和无功功率信号，并分别发送至电压额定幅值修正模块和频率-有功功率下垂控制调节模块，频率-有功功率下垂控制调节模块将接收的无功功率信号发送至虚拟转动惯量模块；
电压额定幅值修正模块根据接收的无功功率信号，计算电压额定幅值修正值信号并发送至电压-无功功率下垂控制调节模块；
电压幅值检测模块根据接收的电压信号，计算输出电压幅值信号并发送至电压-无功功率下垂控制调节模块；
虚拟转动惯量模块根据接收的有功功率信号，计算电压参考信号角频率信息信号并发送至电压-无功功率下垂控制调节模块和逆变器相位生成模块；
电压-无功功率下垂控制调节模块根据接收的电压幅值信号和电压额定幅值修正值信号，计算无功功率下垂给定值信号，根据接收的电压参考信号角频率信息信号，计算有功功率下垂给定值信号，并将无功功率下垂给定值信号和有功功率下垂给定值信号发送至积分调节模块；
积分调节模块根据接收的无功功率下垂给定值信号和有功功率下垂给定值信号，计算电压参考信号的幅值信息信号并发送至电压参考信号生成模块；
逆变器相位生成模块根据接收的电压参考信号角频率信息信号，计算电压参考信号的相位信息信号并发送至电压参考信号生成模块；
电压参考信号生成模块根据接收的相位信息信号和幅值信息信号，计算电压参考信号并发送至电流环参考信号生成模块；
电流环参考信号生成模块根据接收的电压参考信号和电压信号，计算电流参考信号并发送至电流环调节模块；
电流环调节模块根据接收的电压信号、电流参考信号和电流信号，计算调制信号和载波信号并发送至脉宽调制模块，脉宽调制模块根据接收信号产生控制逆变器功率开关的占空比信号，并发送至光电转换驱动模块；
光电转换驱动模块根据接收的占空比信号，输出功率开关管开通或关断信号，驱动功率开关管开通或关断。
进一步地，通过(1)式计算电压额定幅值修正值信号：
Figure BDA0003375259620000031
式中，ΔVn为电压额定幅值修正值信号，
Figure BDA0003375259620000032
为电压额定修正值参考，kq为电压修正值-无功下垂系数。
进一步地，通过(2)式计算无功功率下垂给定值信号：Qd＝(Vn+ΔVn-Vo)·kv (2)；
式中，Qd为无功功率下垂给定值信号，kv为电压-无功下垂系数，Vo为电压幅值信号。
进一步地，通过(3)式计算有功功率下垂给定值信号，通过(4)式计算电压参考信号角频率信息信号，通过(5)式计算相位信息信号：
Pd＝(ωn-ωo)·kf (3)；
Figure BDA0003375259620000041
Figure BDA0003375259620000042
式中，θo为相位信息信号，ωo为电压参考信号角频率信息信号，Pref为有功功率指令值，Pd为有功功率下垂给定值信号，po为有功功率信号，J为虚拟转动惯量，s为拉普拉斯变换积分算子，ωn为电压额定角频率，kf为频率-有功下垂系数。
进一步地，通过(6)式计算幅值信息信号：
Figure BDA0003375259620000043
式中，Vref为幅值信息信号，qo为无功功率信号，Qref为无功功率指令值，K为积分系数，s为拉普拉斯变换积分算子。
进一步地，通过(9)式计算电压参考信号vrefABC：
Figure BDA0003375259620000044
进一步地，通过(10)式计算电流参考信号irefABC：
Figure BDA0003375259620000045
Figure BDA0003375259620000046
式中，L为输出虚拟阻抗，R为输出虚拟电阻，s为拉普拉斯变换积分算子，uoABC为电压信号。
进一步地，通过(11)式计算调制信号：
Figure BDA0003375259620000047
式中，vmABC为调制信号，kp为电流环调节模块比例系数，ki为电流环调节模块积分系数，GLead(s)为电压信号相位补偿环节，iABC为电流信号。
进一步地，通过(12)式计算电压信号相位补偿环节：
Figure BDA0003375259620000048
式中：a为相位补偿系数Ⅰ，b为相位补偿系数Ⅱ，c为增益补偿系数。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：
本发明通过电流采集模块和电压采集逆变器主电路中的电流及电压信息，通过功率计算模块获得逆变器输出的有功功率和无功功率，通过电压-无功功率下垂控制调节模块和逆变器输出频率-有功功率下垂控制调节模块输出下垂给定值，并通过电压参考信号生成模块、电流环参考信号生成模块、电流环调节模块、脉宽调制模块以及光电转换驱动模块，产生驱动功率开关开通或关断的控制信号。
发明能够通过基于虚拟同步机并联系统的无功均分控制系统获取各逆变器的电压信号和电流信号，计算得到控制逆变器功率开关的控制信号，以驱动功率开关管开通或关断，从而避免因虚拟同步机并联系统内各台逆变器主电路阻抗参数不一致，导致得各台逆变器出现无功不均及环流现象，实现了多台逆变器无功功率平均分配，提高虚拟同步机并联系统的安全性。
附图说明
图1所示为本发明基于虚拟同步机并联系统的无功均分控制方法的一种流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1
本实施例提供一种基于虚拟同步机并联系统的无功均分控制系统，虚拟同步机并联系统包括多个并联的含输入电源及负荷的三相逆变器主电路，各三相逆变器主电路上均连接有对应的无功均分控制系统，各无功均分控制系统均包括电流采集模块、电压采集模块、功率计算模块、电压额定幅值修正模块、频率-有功功率下垂控制调节模块、虚拟转动惯量模块、逆变器相位生成模块、电压参考信号生成模块、幅值检测模块、电压-无功功率下垂控制调节模块、积分调节模块、电压参考信号生成模块、电流环参考信号生成模块、电流环调节模块、脉宽调制模块以及光电转换驱动模块。
本实施例应用时，电流采集模块获取三相逆变器主电路电流信号，电压采集模块获取三相逆变器出口电压信号；电流采集模块输出端Ⅰ连接功率计算模块，输出端Ⅱ连接电流环调节模块；电压采集模块第一输出端连接功率计算模块；功率计算模块的两个输出端分别连接电压额定幅值修正模块输入端和频率-有功功率下垂控制调节模块第一输入端，其中电压额定幅值修正模块的输出端连接频率-无功功率下垂控制的调节模块的第二输入端；频率-有功功率下垂控制调节模块输出端与虚拟转动惯量模块、逆变器相位生成模块以及电压参考信号生成模块顺次连接，其中虚拟转动惯量模块输出端连接频率-有功功率下垂控制调节模块第三输入端；压采集模块的第二输出端与幅值检测模块、电压-无功功率下垂控制调节模块、积分调节模块、电压参考信号生成模块、电流环参考信号生成模块、电流环调节模块、脉宽调制模块以及光电转换驱动模块顺次连接，其中压采集模块的第三输出端连接电流环参考信号生成模块输入端，压采集模块的第四输出端连接电流环调节模块输入端；
应用中，光电转换驱动模块通讯连接三相逆变器主电路的功率开关管，根据接收脉宽调制模块输出的占空比信号，输出功率开关管开通或关断信号，驱动功率开关管开通或关断。
实施例2
本实施例提供一种基于虚拟同步机并联系统的无功均分控制方法，该方法是基于实施例1提供的基于虚拟同步机并联系统的无功均分控制系统实现的，参考图1，具体包括以下步骤：
S1电流采集模块获取电流信号iABC，并发送至功率计算模块和电流环调节模块；
S2电压采集模块获取电压信号uoABC，并发送至功率计算模块、电压幅值检测模块、电流环参考信号生成模块和电流环调节模块；
S3功率计算模块根据接收的电流信号iABC和电压信号uoABC，计算得到有功功率信号po和无功功率信号qo，并分别发送至电压额定幅值修正模块和频率-有功功率下垂控制调节模块，频率-有功功率下垂控制调节模块将接收的无功功率信号qo发送至虚拟转动惯量模块；
S4电压额定幅值修正模块根据接收的无功功率信号qo，计算电压额定幅值修正值信号ΔVn并发送至电压-无功功率下垂控制调节模块；
S5电压幅值检测模块根据接收的电压信号uoABC，计算输出电压幅值信号Vo并发送至电压-无功功率下垂控制调节模块；
S6虚拟转动惯量模块根据接收的有功功率信号po，计算电压参考信号角频率信息信号ωo并发送至电压-无功功率下垂控制调节模块和逆变器相位生成模块；
S7电压-无功功率下垂控制调节模块根据接收的电压幅值信号Vo和电压额定幅值修正值信号ΔVn，计算无功功率下垂给定值信号Qd，根据接收的电压参考信号角频率信息信号ωo，计算有功功率下垂给定值信号Pd，并将无功功率下垂给定值信号Qd和有功功率下垂给定值信号Pd发送至积分调节模块；
S8积分调节模块根据接收的无功功率下垂给定值信号Qd和有功功率下垂给定值信号Pd，计算电压参考信号的幅值信息信号Vref并发送至电压参考信号生成模块；
S9逆变器相位生成模块根据接收的电压参考信号角频率信息信号ωo，计算电压参考信号的相位信息信号θo并发送至电压参考信号生成模块；
S10电压参考信号生成模块根据接收的相位信息信号θo和幅值信息信号Vref，计算电压参考信号vrefABC并发送至电流环参考信号生成模块；
S11电流环参考信号生成模块根据接收的电压参考信号vrefABC和电压信号uoABC，计算电流参考信号irefABC并发送至电流环调节模块；
S12电流环调节模块根据接收的电压信号uoABC、电流参考信号irefABC和电流信号iABC，计算调制信号vmABC和载波信号vc并发送至脉宽调制模块，脉宽调制模块根据接收信号产生控制逆变器功率开关的占空比信号d，并发送至光电转换驱动模块；
S13光电转换驱动模块根据接收的占空比信号d，输出功率开关管开通或关断信号，驱动功率开关管开通或关断。
本发明能够通过基于虚拟同步机并联系统的无功均分控制系统获取各逆变器的电压信号和电流信号，从而产生控制逆变器功率开关的控制信号，驱动功率开关管开通或关断。可有效改善因各台逆变器并联连接线路阻抗参数不一致导致得各台逆变器出现无功不均及环流问题，实现了多台逆变器并联系统无功功率平均分配功能，确保逆变器并联系统安全可靠运行，从而为应用于分布式发电与微电网领域中的虚拟同步机并联控制方案提供重要的技术基础。
实施例3
在实施例2的基础上，参考图1，本实施例还具体介绍了电压额定幅值修正值信号、无功功率下垂给定值信号、有功功率下垂给定值信号、电压参考信号角频率信息信号、相位信息信号、幅值信息信号、电压参考信号vrefABC、电流参考信号irefABC、调制信号以及电压信号相位补偿环节的计算方式。
(一)电压额定幅值修正值信号的计算方法。
通过(1)式计算电压额定幅值修正值信号：
Figure BDA0003375259620000081
式中，ΔVn为电压额定幅值修正值信号，
Figure BDA0003375259620000082
为电压额定修正值参考，kq为电压修正值-无功下垂系数。
(二)无功功率下垂给定值信号的计算方法。
通过(2)式计算无功功率下垂给定值信号：
Qd＝(Vn+ΔVn-Vo)·kv (2)；
式中，Qd为无功功率下垂给定值信号，kv为电压-无功下垂系数，Vo为电压幅值信号。
(三)有功功率下垂给定值信号、电压参考信号角频率信息信号以及相位信息信号的计算方法。
通过(3)式计算有功功率下垂给定值信号：
Pd＝(ωn-ωo)·kf (3)；
通过(4)式计算电压参考信号角频率信息信号：
Figure BDA0003375259620000083
通过(5)式计算相位信息信号：
Figure BDA0003375259620000084
式中，θo为相位信息信号，ωo为电压参考信号角频率信息信号，Pref为有功功率指令值，Pd为有功功率下垂给定值信号，po为有功功率信号，J为虚拟转动惯量，s为拉普拉斯变换积分算子，ωn为电压额定角频率，kf为频率-有功下垂系数。
(四)幅值信息信号的计算方法。
通过(6)式计算幅值信息信号：
Figure BDA0003375259620000091
式中，Vref为幅值信息信号，qo为无功功率信号，Qref为无功功率指令值，K为积分系数，s为拉普拉斯变换积分算子。
(五)电压参考信号vrefABC的计算方法。
通过(9)式计算电压参考信号vrefABC：
Figure BDA0003375259620000092
(六)电流参考信号irefABC的计算方法。
Figure BDA0003375259620000093
式中，L为输出虚拟阻抗，R为输出虚拟电阻，s为拉普拉斯变换积分算子，uoABC为电压信号。
(七)调制信号的计算方法。
Figure BDA0003375259620000094
式中，vmABC为调制信号，kp为电流环调节模块比例系数，ki为电流环调节模块积分系数，GLead(s)为电压信号相位补偿环节，iABC为电流信号。
(八)电压信号相位补偿环节的计算方法。
Figure BDA0003375259620000095
式中：a为相位补偿系数Ⅰ，b为相位补偿系数Ⅱ，c为增益补偿系数。
实施例4
在实施例2或3的基础上，本实施例虚拟同步机并联系统包括两台逆变器构成逆变器，每台逆变器两端的电压Uin为800VDC，每台逆变器输出滤波电感Lf均为0.15mH，输出滤波电容Cf均为200μF(三角型连接)。其中一台逆变器输出线路参数Zl为0.01+j3.14e-3，另一台逆变器输出线路参数Zl为0.02+j6.28e-3，三相负载为0.2+j0.314。
当虚拟同步机并联系统内部的连接线路阻抗不一致，会导致系统内各台逆变器输出的无功功率各不相同，从而产生严重的无功不均衡以及无功换流现象。本实施例在虚拟同步机并联系统没有安装本申请的基于虚拟同步机并联系统的无功均分控制系统时，相同时间段内，两台逆变器输出有功功率电流、无功功率电流以及输出一相桥臂电流波形差异十分大。
当在虚拟同步机并联系统上安装本申请的基于虚拟同步机并联系统的无功均分控制系统后，并用本申请的基于虚拟同步机并联系统的无功均分控制方法执行该系统时，相同时间段两台逆变器输出有功功率电流、无功功率电流以及输出一相桥臂电流波形几乎无差异。
综上实施例，在本发明在基于虚拟同步机并联系统的无功均分控制系统的基础上，执行基于虚拟同步机并联系统的无功均分控制方法，实现了对连接线路参数不同的两台逆变器的负载功率的均分控制，由此可见，本申请的基于虚拟同步机并联系统的无功均分控制系统和基于虚拟同步机并联系统的无功均分控制方法都是具有可行性的。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (10)

1.一种基于虚拟同步机并联系统的无功均分控制系统，虚拟同步机并联系统包括多个并联的含输入电源及负荷的三相逆变器主电路，其特征在于：各三相逆变器主电路上均连接有对应的无功均分控制系统，各无功均分控制系统均包括电流采集模块、电压采集模块、功率计算模块、电压额定幅值修正模块、频率-有功功率下垂控制调节模块、虚拟转动惯量模块、逆变器相位生成模块、电压参考信号生成模块、幅值检测模块、电压-无功功率下垂控制调节模块、积分调节模块、电压参考信号生成模块、电流环参考信号生成模块、电流环调节模块、脉宽调制模块以及光电转换驱动模块；
所述电流采集模块获取三相逆变器主电路电流信号，电压采集模块获取三相逆变器出口电压信号；
所述电流采集模块输出端Ⅰ连接功率计算模块，输出端Ⅱ连接电流环调节模块；
所述电压采集模块第一输出端连接功率计算模块；
所述功率计算模块的两个输出端分别连接电压额定幅值修正模块输入端和频率-有功功率下垂控制调节模块第一输入端，其中电压额定幅值修正模块的输出端连接频率-无功功率下垂控制的调节模块的第二输入端；
所述频率-有功功率下垂控制调节模块输出端与虚拟转动惯量模块、逆变器相位生成模块以及电压参考信号生成模块顺次连接，其中虚拟转动惯量模块输出端连接频率-有功功率下垂控制调节模块第三输入端；
所述压采集模块的第二输出端与幅值检测模块、电压-无功功率下垂控制调节模块、积分调节模块、电压参考信号生成模块、电流环参考信号生成模块、电流环调节模块、脉宽调制模块以及光电转换驱动模块顺次连接，其中压采集模块的第三输出端连接电流环参考信号生成模块输入端，压采集模块的第四输出端连接电流环调节模块输入端；
所述光电转换驱动模块通讯连接三相逆变器主电路的功率开关管，根据接收脉宽调制模块输出的占空比信号，输出功率开关管开通或关断信号，驱动功率开关管开通或关断。
2.一种基于虚拟同步机并联系统的无功均分控制方法，其特征在于，基于权利要求1所述的基于虚拟同步机并联系统的无功均分控制系统实现，包括以下步骤：
电流采集模块获取电流信号，并发送至功率计算模块和电流环调节模块；
电压采集模块获取电压信号，并发送至功率计算模块、电压幅值检测模块、电流环参考信号生成模块和电流环调节模块；
功率计算模块根据接收的电流信号和电压信号，计算得到有功功率信号和无功功率信号，并分别发送至电压额定幅值修正模块和频率-有功功率下垂控制调节模块，频率-有功功率下垂控制调节模块将接收的无功功率信号发送至虚拟转动惯量模块；
电压额定幅值修正模块根据接收的无功功率信号，计算电压额定幅值修正值信号并发送至电压-无功功率下垂控制调节模块；
电压幅值检测模块根据接收的电压信号，计算输出电压幅值信号并发送至电压-无功功率下垂控制调节模块；
虚拟转动惯量模块根据接收的有功功率信号，计算电压参考信号角频率信息信号并发送至电压-无功功率下垂控制调节模块和逆变器相位生成模块；
电压-无功功率下垂控制调节模块根据接收的电压幅值信号和电压额定幅值修正值信号，计算无功功率下垂给定值信号，根据接收的电压参考信号角频率信息信号，计算有功功率下垂给定值信号，并将无功功率下垂给定值信号和有功功率下垂给定值信号发送至积分调节模块；
积分调节模块根据接收的无功功率下垂给定值信号和有功功率下垂给定值信号，计算电压参考信号的幅值信息信号并发送至电压参考信号生成模块；
逆变器相位生成模块根据接收的电压参考信号角频率信息信号，计算电压参考信号的相位信息信号并发送至电压参考信号生成模块；
电压参考信号生成模块根据接收的相位信息信号和幅值信息信号，计算电压参考信号并发送至电流环参考信号生成模块；
电流环参考信号生成模块根据接收的电压参考信号和电压信号，计算电流参考信号并发送至电流环调节模块；
电流环调节模块根据接收的电压信号、电流参考信号和电流信号，计算调制信号和载波信号并发送至脉宽调制模块，脉宽调制模块根据接收信号产生控制逆变器功率开关的占空比信号，并发送至光电转换驱动模块；
光电转换驱动模块根据接收的占空比信号，输出功率开关管开通或关断信号，驱动功率开关管开通或关断。
3.根据权利要求2所述的基于虚拟同步机并联系统的无功均分控制方法，其特征在于，通过(1)式计算电压额定幅值修正值信号：
Figure FDA0003375259610000021
式中，ΔVn为电压额定幅值修正值信号，
Figure FDA0003375259610000022
为电压额定修正值参考，kq为电压修正值-无功下垂系数。
4.根据权利要求3所述的虚拟同步机并联系统无功均分控制系统的方法，其特征在于，通过(2)式计算无功功率下垂给定值信号：Qd＝(Vn+ΔVn-Vo)·kv (2)；
式中，Qd为无功功率下垂给定值信号，kv为电压-无功下垂系数，Vo为电压幅值信号。
5.根据权利要求4所述的虚拟同步机并联系统无功均分控制系统的方法，其特征在于，通过(3)式计算有功功率下垂给定值信号，通过(4)式计算电压参考信号角频率信息信号，通过(5)式计算相位信息信号：
Pd＝(ωn-ωo)·kf (3)；
Figure FDA0003375259610000031
Figure FDA0003375259610000032
式中，θo为相位信息信号，ωo为电压参考信号角频率信息信号，Pref为有功功率指令值，Pd为有功功率下垂给定值信号，po为有功功率信号，J为虚拟转动惯量，s为拉普拉斯变换积分算子，ωn为电压额定角频率，kf为频率-有功下垂系数。
6.根据权利要求5所述的虚拟同步机并联系统无功均分控制系统的方法，其特征在于，通过(6)式计算幅值信息信号：
Figure FDA0003375259610000033
式中，Vref为幅值信息信号，qo为无功功率信号，Qref为无功功率指令值，K为积分系数，s为拉普拉斯变换积分算子。
7.根据权利要求6所述的虚拟同步机并联系统无功均分控制系统的方法，其特征在于，通过(9)式计算电压参考信号vrefABC：
Figure FDA0003375259610000034
8.根据权利要求7所述的虚拟同步机并联系统无功均分控制系统的方法，其特征在于，通过(10)式计算电流参考信号irefABC：
Figure FDA0003375259610000035
式中，L为输出虚拟阻抗，R为输出虚拟电阻，s为拉普拉斯变换积分算子，uoABC为电压信号。
9.根据权利要求8所述的虚拟同步机并联系统无功均分控制系统的方法，其特征在于，通过(11)式计算调制信号：
Figure FDA0003375259610000041
式中，vmABC为调制信号，kp为电流环调节模块比例系数，ki为电流环调节模块积分系数，GLead(s)为电压信号相位补偿环节，iABC为电流信号。
10.根据权利要求9所述的虚拟同步机并联系统无功均分控制系统的方法，其特征在于，通过(12)式计算电压信号相位补偿环节：
Figure FDA0003375259610000042
式中：a为相位补偿系数Ⅰ，b为相位补偿系数Ⅱ，c为增益补偿系数。
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CN105119309A (zh) * 2015-09-28 2015-12-02 南京南瑞太阳能科技有限公司 适用于电网不平衡工况下的同步逆变器控制系统
CN107425553A (zh) * 2017-06-07 2017-12-01 国网天津节能服务有限公司 基于电压源逆变器并联系统的无功均分控制系统及方法

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