CN115441511A - 一种逆变器多参数协同自适应vsg并联控制方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本公开提供了一种逆变器多参数协同自适应VSG并联控制方法及系统，包括：对交流母线中的电流以及电压数据进行采样；将采样得到的电流以及电压进行功率计算以及一阶低通滤波得到线路阻抗；在控制电路中加入自适应惯量阻尼参数VSG控制以及自适应虚拟阻抗控制；其中，自适应虚拟阻抗控制通过弥补线路阻抗，将VSG的等效输出阻抗朝着偏感性的方向调整，实现并联下垂控制以及功率的均分；有效避免因线路测量等外界因素造成的误差，实现功率的精确分配，有效提升了微电网逆变器并联功率均分精度和系统频率稳定性。
Description
技术领域
本公开涉及智能电网电力技术领域，具体涉及一种逆变器多参数协同自适应VSG并联控制方法及系统。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
微电网孤岛模式运行时，由于缺乏大电网支撑，需要分布式微源逆变器维持系统电压和频率，逆变器的动态性能对微电网电能质量稳定起着至关重要的作用。然而，由于构成逆变器的电力电子器件本身不具备“惯性”与“阻尼”特性，微电网大容量负荷投切时，易导致系统的频率波动，严重时将影响微电网稳定性。在此背景下，虚拟同步发电机(VirtualSynchronous Generator，VSG)控制技术应运而生。在下垂控制算法中加入转子运动方程，使逆变器和传统的同步发电机(Synchronous Generator，SG)具有类似的外特性和运行机制。通过调节VSG输出电压幅值和频率并提供系统所需的惯性与阻尼，提高微电网系统的稳定性[3]-[4]。随着分布式微源数量的增多，单个逆变器容量有限，VSG并联控制技术受到越来越多的关注。如何实现VSG并联时功率的“按需分配”，保障优良的功频特性，是VSG并联系统中的关键技术难题。
张波等人通过建立并联VSG的小信号模型，推导了多台VSG并联时惯量系数J、阻尼系数D、下垂系数以及虚拟阻抗Zv的匹配方法，为并联VSG参数设置提供了理论指导。
为提升并联VSG系统的功率分配精度，Mahmood H等人提出一种利用通信技术提高无功功率分配精度的控制策略，利用能量管理(EMS)通信，调整虚拟阻抗，补偿线路阻抗不匹配造成的输出电压不相等，实现无功功率的均分。An R,LiuZ等人针对线路阻抗不匹配时下垂控制无法精确分配无功功率的问题，采用脉冲触发的逐次逼近虚拟阻抗调优控制方法，自适应调整虚拟阻抗值。Xu H等人借鉴同步发电机的励磁调节特性，当同步发电机的输出端带容性负载时，一方面可以减少多VSG并联时的无功均分静差，另一方面可以减小系统因下垂调节特性带来的电压偏差。郭志强等人采用虚拟负阻抗方法，利用Zv＝-Rv+jLv抵消逆变器等效输出阻抗中的阻性成分，确保等效输出阻抗呈现感性，有利于有功环和无功环的解耦控制和提升下垂控制的精度。张辉等通过改进无功环的励磁调节特性，将传统无功环的输出电压误差和交流母线UPCC与输出电压之间的偏差求和送入积分调节器，使得无功环成为一阶惯性环节。通过合理的参数配置，实现无功功率按照参考指令输出。另外，还有针对实际工程中线路阻抗不匹配造成的功率分配不均问题展开分析，实时检测线路阻抗，将总的等效输出阻抗按照容量比例进行设置，根据线路阻抗的不同自适应虚拟阻抗值的大小。
为提升并联VSG系统的功频特性，现有提出自适应惯量阻尼调节方案，利用较小的J减小并联时功率振荡；负载扰动开始时，利用较大的J减缓频率变化率，负载扰动结束时，利用较小的J使频率快速恢复到稳定值。针对并联系统J参数较大造成的功率振荡问题，采用前馈频率变化率和功率指令的辅助阻尼方式实现有功振荡抑制，但该方法仅在小信号模型下实现，对于负载出现较大扰动时，该方法的有效性有待进一步验证。通过模拟定子电抗，在逆变器滤波电感侧串联虚拟定子电抗，调节逆变器的等效输出电抗，提高有功功率阻尼比。以及提出一种带符号函数sgn()的自适应惯量参数，根据功率的偏移方向自适应增大或者减小惯量参数，阻尼有功功率的振荡。利用最优控制的思想对频率偏移量和频率变化率限制下VSG控制中关键参数J和D进行优化，提升系统在受到扰动时频率和功率的动态响应特性，由于需要对变量进行多次迭代，运算量较大。或者根据VSG的输出功率为二阶系统，利用最优二阶系统推导出J和D参数满足的关系等式，将频率变化率引入两个参数的取值当中，自适应调节惯性阻尼系数。但是都无法有效的避免因线路测量等外界因素造成的误差，对于功率的分配不精确，稳定性也不足。
发明内容
本公开为了解决上述问题，提出了一种逆变器多参数协同自适应VSG并联控制方法及系统，利用电力线路电压降落方法准确反算线路阻抗，避免因线路测量等外界因素造成的误差；在保证逆变器等效输出阻抗按照容量反比配置的前提下，利用自适应虚拟阻抗实时修正并联VSG逆变器的线路阻抗，实现功率的精确分配。
根据一些实施例，本公开采用如下技术方案：
一种逆变器多参数协同自适应VSG并联控制方法，包括：
对交流母线中的电流以及电压数据进行采样；
将采样得到的电流以及电压进行功率计算以及一阶低通滤波得到线路阻抗；
在控制电路中加入自适应惯量阻尼参数VSG控制以及自适应虚拟阻抗控制；
其中，自适应虚拟阻抗控制通过弥补线路阻抗，将VSG的等效输出阻抗朝着偏感性的方向调整，实现并联下垂控制以及功率的均分。
根据另一些实施例，本公开采用如下技术方案：
一种逆变器多参数协同自适应VSG并联控制系统，包括：
电压电流采样模块，用于对交流母线中的电流以及电压数据进行采样；
计算模块，用于将采样得到的电流以及电压进行功率计算以及一阶低通滤波得到线路阻抗；
自适应控制模块，用于在控制电路中加入自适应惯量阻尼参数VSG控制以及自适应虚拟阻抗控制。
根据一些实施例，本公开采用如下技术方案：
一种介质，其上存储有程序，该程序被处理器执行时实现一种逆变器多参数协同自适应VSG并联控制方法中的步骤。
一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，所述处理器执行所述程序时实现一种逆变器多参数协同自适应VSG并联控制方法中的步骤。
与现有技术相比，本公开的有益效果为：
本公开针对并联VSG系统线路阻抗不匹配造成功率分配不均和负荷投切时系统频率稳定性降低的问题，提出一种多参数协同自适应VSG控制策略。首先利用电力线路电压降落方法准确反算线路阻抗，有效避免因线路测量等外界因素造成的误差。在保证逆变器等效输出阻抗按照容量反比配置的前提下，利用自适应虚拟阻抗实时修正并联VSG逆变器的线路阻抗，实现功率的精确分配。与此同时，为了避免并联系统的功率振荡，提升频率稳定性，提出了基于J、D和Zv三参数协同自适应的微电网逆变器控制策略，有效提升了微电网逆变器并联功率均分精度和系统频率稳定性。
附图说明
构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。
图1为本公开的三电平逆变器并联VSG协同自适应控制流程实示意图；
图2为本公开的自适应虚拟阻抗控制算法框图；
图3为本公开VSG有功-频率控制示意图；
图4为本公开VSG功率外环控制框图；
图5为本公开不同J值的系统频率变化特性曲线；
(a)为频率随J变化时的阶跃响应图；(b)为J取不同值时频率的阶跃响应图；
图6为本公开不同D值的系统频率变化特性曲线；
(a)为频率随D变化时的阶跃响应图；(b)为D取不同值时频率的阶跃响应图；
图7为本公开电力线路的等值电路结构图；
(a)Π型等值电路结构图、(b)T型等值电路结构图、(c)一字型等值电路；
图8为本公开首端计算电力线路电压相量图；
图9为本公开线路阻抗反算仿真结果；
(a)为测量电阻R1与测量电抗X1的仿真结果；(b)为测量电阻R2与测量电抗X2的仿真结果；
图10为本公开并联VSG的输出功率，图10(a)表示VSG1与VSG2的输出功率；图10(b)将VSG2的输出功率乘2；
图11为本公开固定参数与参数协同控制输出频率对比；
图12为本公开惯量参数J变化趋势；
图13为本公开阻尼参数D变化趋势；
具体实施方式：
下面结合附图与实施例对本公开作进一步说明。
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
实施例1
本公开的一种实施例提供了一种逆变器多参数协同自适应VSG并联控制方法，如图1所示，包括：
步骤S101：对交流母线中的电流以及电压数据进行采样；
步骤S102：将采样得到的电流以及电压进行功率计算以及一阶低通滤波得到线路阻抗；
步骤S103：在控制电路中加入自适应惯量阻尼参数VSG控制以及自适应虚拟阻抗控制；
其中，自适应虚拟阻抗控制通过弥补线路阻抗，将VSG的等效输出阻抗朝着偏感性的方向调整，实现并联下垂控制以及功率的均分。
自适应惯量阻尼参数VSG控制包括有功-频率控制、无功-电压控制以及惯量阻尼参数优化的转子运动方程。
进一步的，VSG的功率外环控制包括有功-频率控制和无功-电压控制环节。利用转子运动方程赋予逆变器惯量和阻尼外特性，下垂环节模拟同步发电机(SG)的功频调节特性，提升逆变系统的稳定性。
如图3所示，作为一种实施例，VSG有功-频率控制环节包括转子运动方程和有功-频率下垂环节。类比同步发电机的转子运行特性，虚拟同步发电机的转子运动方程为：
式中，J和D分别表示虚拟惯性系数和虚拟阻尼系数，ω和ωref分别表示逆变器输出电能的实际角速度和额定角速度，θ为电角度，Pm为虚拟机械功率，Pe为电磁功率；Pm可以通过有功-频率下垂方程(2)获得
式中，m为有功-频率下垂系数；Pref为有功功率给定值；f为VSG输出频率；fref为VSG输出频率参考值。
具体的，包括有功下垂环节和转子运动方程的实现两个部分，其中有功下垂环节对应公式(2)，它的实现过程可表述为：VSG输出频率参考值fref与实际输出频率f之差除以下垂系数m，然后加上有功功率的给定值，就可以获得虚拟机械功率Pm。
转子运动方程环节可表述为：虚拟机械功率Pm与电磁功率Pe之差除以逆变器的额定角速度ωref，然后减去D*(ω-ωref)，接着对该偏差除以虚拟惯性系数J并积分获得Δω，然后对Δω与ωref之和ω积分，从而获得虚拟转子的电角度θ。
如图4所示，无功功率控制策略为：
VSG的无功-电压控制部分是通过引入无功功率偏差，忽略励磁电流的影响并结合SG的下垂特性，得到无功-电压控制方程为
Uref＝U0+n·(Qref-Q) (3)
式中，Qref和Q分别为无功功率参考值和无功功率实际值；Uref和U0分别为输出电压参考值与输出电压实际值，n为无功-电压下垂系数。
微电网为各类负荷供电时，其输出电能质量应满足负荷的要求。根据VSG有功-频率控制和无功-电压控制环节可知，将SG的转子运动方程、有功-频率下垂方程和无功-电压下垂方程相联合，形成三相参考电压，并赋予微电网逆变器“惯性”和“阻尼”特性。VSG功率外环总体控制如图4所示：
具体的，包括有功下垂环节、转子运动方程环节、功率计算+一阶低通滤波环节、无功下垂环节和参考电压合成环节四个部分。
功率计算+一阶低通滤波环节是通过实时检测逆变器的三相输出电压uabc和三相输出电流iabc，然后根据瞬时功率计算方法可以获得瞬时有功功率和瞬时无功功率，然后经过一阶低通滤波去掉实际测量中的高频噪声，从而获得有功功率Pe和无功功率Q，并分别输出到转子运动方程环节和无功下垂环节中参与计算；
无功下垂环节对应公式3，可以表述为：无功功率参考值Qref和无功功率实际值Q的偏差，乘以无功-电压下垂系数n，然后与输出电压实际值U0相加，从而获得输出电压参考值Uref。
参考电压合成环节可表述为：通过获得转子的电角度相位θ和输出参考电压幅值Uref，让后根据幅值和电角度相位即可合成逆变器的三相参考指令电压e* abc。
三电平中点电位平衡控制算法采用现有的分段零序注入的方式实现。
进一步的，当有功负荷增加时，分析VSG控制器的虚拟惯性系数J和虚拟阻尼系数D对系统频率的影响。
联立公式(1)和公式(2)可得
其中，
上式中，τ和mP分别表示VSG的有功-频率下垂系数和惯性时间常数。
利用(4)式，分析有功1kW阶跃，J与D参数的变化时，VSG的频率响应特性。写出Δω(s)与ΔP(s)之间的传递函数Gω(s)为
需要注意的是，阶跃的功率设置为负(减负荷状态)，因此得到的频率响应特性曲线数值为正。
由图5(a)所示，可以看出随着J的增大，系统的频率变化率减小；通过图5(b)不同J值时的频率阶跃响应可以清楚的看到J从0.2增加到1时，频率的响应速度变慢，这说明J主要影响系统频率的动态特性，而不会影响频率的稳态偏移量。
由图6(a)所示，可以看出随着D的增大，系统稳态时的频率偏移量减小；根据图6(b)不同D值时的频率阶跃响应可以明显看出D从2增加到10时，频率的偏移量减小，这说明D参数主要影响系统频率的稳态特性，对系统频率的动态特性影响较小。
在负荷减小情况下，J和D系数对系统频率的影响效果与负荷增加时类似，不再重复叙述。
进一步的，在并联VSG运行过程中，线路阻抗的测量难度大，并且由于线路阻抗因线路长度和材质等原因无法做到按照容量比例精确配置，容易造成功率分配不均的问题。通过电气量实时计算线路阻抗，自适应虚拟阻抗补偿线路阻抗，实现逆变器等效输出阻抗按照容量反比进行配置。参考电力线路电压降落计算方法，利用VSG输出电压以及公共母线PCC电压反算线路阻抗，方便后续进行自适应虚拟阻抗补偿。
在电力系统中，电力线路的等值电路主要包括三种：Π型、T型和一字型，如图7所示。
对于线路长度不超过100km的电力线路，且线路的额定电压小于60kV时，可以忽略电场效应的影响，也即电导G和电纳B的影响可以忽略不计，那么短电力线路的线路阻抗可认为是Zline＝R+jX。
已知线路首端电压
末端电压
以及线路首端功率P1+jQ1时，可以反算出线路阻抗。从首端计算时电力线路的电压相量如8所示，
因此，电压降落的纵分量和横分量可表示为
由于
解公式(10)可得线路电阻R和线路电抗X的计算值为
上式中需要注意的是，由于有功功率P和无功功率Q为三相功率，电压U1和U2应当使用线电压进行计算，功角δ的单位为rad。
利用公式(11)便可实时精确计算线路阻抗的数值且可以避免外界因素造成的测量值偏差。
设置初始阻抗Z0＝0.2+j0.0628，Z1＝0.9Z0＝0.18+j0.0565，Z2＝0.4Z0＝0.08+j0.0251。
仿真结果如图9所示，R1，X1，R2，X2为通过计算法得到的线路阻抗值。依据图7可以看出，线路1电阻R1＝0.18Ω，X1＝0.056Ω；线路2电阻R2＝0.08Ω，X2＝0.025Ω；线路阻抗反算的结果基本维持不变并且与理论值保持一致。这说明利用电压反算线路阻抗的方法是有效的，可为虚拟阻抗自适应算法的研究奠定理论基础。
作为一种实施例，自适应虚拟阻抗控制通过弥补线路阻抗，将VSG的等效输出阻抗朝着偏感性的方向调整，有利于实现并联下垂控制以及功率的均分；
具体的，利用自适应虚拟阻抗控制，对线路阻抗进行补偿，将VSG等效的输出阻抗与容量呈现反比，补偿后公共点的输出电压为：
上式中，Zapd表示自适应虚拟阻抗的数值，Z0表示等效输出阻抗设定值，U0为逆变器输出端电压，I0为逆变器输出端电流。
采用的并联VSG方案是在dq坐标系下实现的，因此将虚拟阻抗上的电压
由abc静止坐标系转换到dq旋转坐标系下，可得
具体的，首先通过坐标变换方法可以获得输入三相逆变器输出电流的d轴分量id和q轴分量iq，并将等效输出阻抗设定值R0、L0，以及线路阻抗Rline、Lline和逆变器的输出角频率ω，一起作为自适应虚拟阻抗控制的输入量，由公式(13)，可得算法框图中变量之间的转换关系，从而可获得自适应虚拟阻抗控制下dq同步旋转坐标系下的d轴电压分量uapd_d和q轴电压分量uapd_q。
通过上述自适应虚拟阻抗控制算法，控制逆变器等效输出阻抗按照容量反比配置，可以实时修正因线路阻抗不匹配造成的功率均分问题。在实现功率均分的同时，为了提升并联VSG系统的频率稳定性，采用分段函数形式的虚拟惯量参数J和虚拟阻尼参数D，根据频率变化率和频率偏移量动态调整J与D参数，以适应功率突变的工况。并联VSG惯量阻尼参数按如下方案进行选取
上式中，εi(i＝1,2)表示虚拟惯量参数的阈值，根据微电网的运行标准和实际运行工况设置；ε3表示虚拟阻尼参数的阈值。为了使J可以按照功率突变的状态增大或减小，D随着频率偏移量的增大而增加，设定kJ1>0，kJ2<0，kD>0。具体的参数取值需要根据逆变器的实际运行功率来进行设置。
基于上述理论分析，利用MATLAB/Simulink搭建并联VSG三电平逆变器仿真模型。并联逆变器的主要参数如表1所示。
表1并联VSG三电平仿真参数
| 主电路参数 | 值 |
| 直流母线电压U<sub>dc1，2</sub>/V | 800 |
| 滤波电感L<sub>1，2</sub>/<u>mH</u> | 2 |
| 滤波电感C<sub>1，2</sub>/<u>uF</u> | 30 |
| 交流侧额定电压U<sub>N</sub>/V | 311 |
| 线路阻抗Z<sub>1</sub>/Ω | 0.2+j0.0628 |
| 线路阻抗Z<sub>2</sub>/Ω | 0.2+j0.0628 |
| 控制参数 | 值 |
| 有功下垂系数K<sub>w</sub> | 1e4 |
| 无功下垂系数n | 6.28e-3 |
| 转动惯量J<sub>0</sub>/kg·m<sup>2</sup> | 0.2 |
| 阻尼系数D<sub>0</sub> | 10 |
| 等效输出阻抗Z<sub>0</sub>/Ω | 0.2+j0.0628 |
| 电压环比例系数<u>k<sub>up</sub></u> | 0.9 |
| 电压环积分系数<u>k<sub>ui</sub></u> | 70 |
| 电流环比例系数k<sub>up</sub> | 2.5 |
两台VSG逆变器并联后通过LC滤波器输出连接的线路阻抗比设置为Z1∶Z2＝1∶1，逆变器输出为2∶1，验证所提并联NPC三电平参数协同VSG控制方案的控制效果。
对功率均分效果进行验证，仿真时间设置为0.8s，0-0.2s时采用传统虚拟阻抗控制策略，忽略线路阻抗对无功功率均分的影响；0.2s时切入参数协同自适应VSG控制策略，0.4s时加载，0.6s时减载。VSG1与VSG2的额定运行功率Pref1＝10kW，Qref1＝3kVar，Pref2＝5kW，Qref2＝1.5kVar，容量按照2：1进行配置。
图10为并联VSG的输出功率，图10(a)表示VSG1与VSG2的输出功率；图10(b)将VSG2的输出功率乘2，以便观察输出功率的均分情况。采用传统虚拟阻抗控制策略(加入虚拟阻抗Z0)时，VSG1与VSG2的输出电压存在差异，因此明显存在无功功率分配不均现象，差值约为250Var；由于有功的输出满足f-P下垂特性曲线，有功功率基本实现均分。
在0.2s切入并联参数协同VSG控制策略后，通过自适应虚拟阻抗修正线路阻抗，保证两台VSG的等效输出阻抗按照容量反比配置，实现无功功率的均分。同时，在0.4s和0.6s功率扰动时，所提控制策略依然能够实现功率的均分。因此，并联参数协同VSG控制策略实现了在线路阻抗未知情况下功率精确分配的效果。
公式(14)和(15)给出了并联自适应J与D参数的取值方案，VSG1设定好参数后，令J1＝2J2，D1＝2D2，可完成对VSG2关键参数的设置。
上式中，D0为稳态时虚拟阻尼参数参考值，J0为稳态时转动惯量参考值，kJ1、kJ2和kD为调节系数，Δω为逆变器输出实际角速度ω和额定角速度之差ωref。
εi(i＝1,2)表示虚拟惯量参数的阈值，根据微电网的运行标准和实际运行工况设置；ε3表示虚拟阻尼参数的阈值。
如图11所示，可以看出对比固定参数VSG控制方案，系统的频率偏移量进一步减小；在0.4s加载时，系统频率的偏离速度变慢；在0.6s减载时，系统频率的恢复速度变快。
如图12与图13所示，在0.4s加载时，当频率变化率和频率偏移量大于设定阈值，J增大，并联系统的频率响应速度变慢，有助于应对负载功率突变传统电力电子器件控制瞬态响应速度过快的问题；在0.6s减载时，当频率变化率和频率偏移量大于设定阈值，J减小，并联系统的频率响应速度变快，有助于系统频率更快的回归到稳态工作点。在频率偏移量超过设定阈值时，D增大，本质上减小有功下垂系数，进一步减小系统的频率稳态偏移量。
自适应J参数与D参数的取值充分考虑小扰动时频率偏移量和频率变化率的波动特性，通过设置频率变化率和频率偏移量阈值，保证系统在受到扰动时J与D参数不会频繁变化，进一步提高了并联系统的频率稳定性。
实施例2
本公开的一种实施例提供了一种逆变器多参数协同自适应VSG并联控制系统，包括：
电压电流采样模块，用于对交流母线中的电流以及电压数据进行采样；
计算模块，用于将采样得到的电流以及电压进行功率计算以及一阶低通滤波得到线路阻抗；
自适应控制模块，用于在控制电路中加入自适应惯量阻尼参数VSG控制以及自适应虚拟阻抗控制。
所述自适应虚拟阻抗控制通过弥补线路阻抗，将VSG的等效输出阻抗朝着偏感性的方向调整，实现并联下垂控制以及功率的均分。
上述系统实现一种逆变器多参数协同自适应VSG并联控制方法，包括：
对交流母线中的电流以及电压数据进行采样；
将采样得到的电流以及电压进行功率计算以及一阶低通滤波得到线路阻抗；
在控制电路中加入自适应惯量阻尼参数VSG控制以及自适应虚拟阻抗控制；
其中，自适应虚拟阻抗控制通过弥补线路阻抗，将VSG的等效输出阻抗朝着偏感性的方向调整，实现并联下垂控制以及功率的均分。
实施例3
本公开的一种实施例提供了一种介质，其上存储有程序，，该程序被处理器执行时实现一种逆变器多参数协同自适应VSG并联控制方法中的步骤。
实施例4
本公开的一种实施例提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，所述处理器执行所述程序时实现一种逆变器多参数协同自适应VSG并联控制方法中的步骤。
本公开是参照根据本公开实施例的方法、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。
上述虽然结合附图对本公开的具体实施方式进行了描述，但并非对本公开保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本公开的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本公开的保护范围以内。
Claims (10)
1.一种逆变器多参数协同自适应VSG并联控制方法，其特征在于，包括：
对交流母线中的电流以及电压数据进行采样；
将采样得到的电流以及电压进行功率计算以及一阶低通滤波得到线路阻抗；
在控制电路中加入自适应惯量阻尼参数VSG控制以及自适应虚拟阻抗控制；
其中，自适应虚拟阻抗控制通过弥补线路阻抗，将VSG的等效输出阻抗朝着偏感性的方向调整，实现并联下垂控制以及功率的均分。
2.如权利要求1所述的一种逆变器多参数协同自适应VSG并联控制方法，其特征在于，利用自适应虚拟阻抗控制，对线路阻抗进行补偿，将VSG等效的输出阻抗与容量呈现反比，补偿后公共点的输出电压为：
上式中，Zapd表示自适应虚拟阻抗的数值，Z0表示等效输出阻抗设定值，U0为逆变器输出端电压，I0为逆变器输出端电流。
3.如权利要求1所述的一种逆变器多参数协同自适应VSG并联控制方法，其特征在于，将虚拟阻抗上的电压由静止坐标系转换到旋转坐标系下。
4.如权利要求1所述的一种逆变器多参数协同自适应VSG并联控制方法，其特征在于，所述自适应惯量阻尼参数VSG控制包括有功-频率控制、无功-电压控制以及惯量阻尼参数优化。
5.如权利要求4所述的一种逆变器多参数协同自适应VSG并联控制方法，其特征在于，VSG有功频率控制包括转子运动方程和有功-频率下垂环节，虚拟同步发电机的转子运动方程为：
式中，J和D分别表示虚拟惯性系数和虚拟阻尼系数，ω和ωref分别表示逆变器输出电能的实际角速度和额定角速度，θ为电角度，Pm为虚拟机械功率，Pe为电磁功率。
6.如权利要求4所述的一种逆变器多参数协同自适应VSG并联控制方法，其特征在于，VSG的无功-电压控制是通过引入无功功率偏差，忽略励磁电流的影响并结合SG的下垂特性，得到无功-电压控制方程为：
Uref＝U0+n·(Qref-Q)
式中，Qref和Q分别为无功功率参考值和无功功率实际值；Uref和U0分别为输出电压参考值与输出电压实际值，n为无功-电压下垂系数。
7.一种逆变器多参数协同自适应VSG并联控制系统，其特征在于，包括：
电压电流采样模块，用于对交流母线中的电流以及电压数据进行采样；
计算模块，用于将采样得到的电流以及电压进行功率计算以及一阶低通滤波得到线路阻抗；
自适应控制模块，用于在控制电路中加入自适应惯量阻尼参数VSG控制以及自适应虚拟阻抗控制。
8.如权利要求7所述的一种逆变器多参数协同自适应VSG并联控制系统，其特征在于，所述自适应虚拟阻抗控制通过弥补线路阻抗，将VSG的等效输出阻抗朝着偏感性的方向调整，实现并联下垂控制以及功率的均分。
9.一种介质，其上存储有程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-6任一项所述的一种逆变器多参数协同自适应VSG并联控制方法中的步骤。
10.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-6任一项所述的一种逆变器多参数协同自适应VSG并联控制方法中的步骤。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211003260.5A CN115441511A (zh) | 2022-08-19 | 2022-08-19 | 一种逆变器多参数协同自适应vsg并联控制方法及系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115441511A true CN115441511A (zh) | 2022-12-06 |
Family
ID=84243417
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Country Status (1)
| Country | Link |
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| CN (1) | CN115441511A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116826868A (zh) * | 2023-05-30 | 2023-09-29 | 中交机电工程局有限公司 | 并网逆变器的虚拟参数控制方法 |
| CN117650529A (zh) * | 2024-01-30 | 2024-03-05 | 武汉理工大学 | 基于电压补偿的构网型变流器次同步振荡抑制方法及装置 |
-
2022
- 2022-08-19 CN CN202211003260.5A patent/CN115441511A/zh active Pending
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