CN115769482A - 具有改进的电压和频率控制的虚拟同步机 - Google Patents

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CN115769482A CN202180047598.8A CN202180047598A CN115769482A CN 115769482 A CN115769482 A CN 115769482A CN 202180047598 A CN202180047598 A CN 202180047598A CN 115769482 A CN115769482 A CN 115769482A
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泽埃夫·库斯塔诺维奇
本杰明·沙尼
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Abstract

电气装置(20)包括逆变器(24)，该逆变器(24)具有用于接收DC输入功率的输入端子和用于耦合到AC电网的输出端子。脉宽调制(PWM)发生器和驱动器(26)驱动开关，以便控制逆变器的输出电流波形的相应幅度、频率和相位。控制电路(28)接收输入端子和输出端子上的相应时变电压和电流的测量结果，计算模型(40)，该模型(40)包括在由该装置仿真的同步机中流动的三个虚拟电流，其中三个虚拟电流分别与三个输出电流波形相关联，并且响应于三个虚拟电流控制PWM发生器和驱动器，以便使逆变器的三个输出电流波形的幅度、频率和相位与AC电网的三相同步。

Description

具有改进的电压和频率控制的虚拟同步机
相关申请的交叉引用
本申请要求提交于2020年7月8日的美国临时专利申请62/705,636的利益，该美国临时专利申请通过引用并入本文。
发明领域
本发明总体上涉及发电，并且特别涉及用于将DC功率转换为AC功率的逆变器和方法。
背景
电功率系统正日益从大型发电厂的集中发电转向基于可再生能源的分布式发电。这些可再生能源发电机中的大多数产生变频AC功率(如在风力涡轮机中)，或DC功率(如在太阳能电池板中)。因此，这种发电机需要DC-AC转换器(称为“逆变器”)，来以适当的电网频率(50Hz或60Hz)向公共事业电网提供AC功率。应该在输出电流、频率和相位角方面仔细控制这样的逆变器，以向消费者提供高质量的电源波形。
具体地，为了在公共事业电网(还称为电网)上提供稳定的功率，期望逆变器与电网频率和相位紧密同步地操作，并且应该提供具有最小波动和噪声的电网电流的干净波形。近年来，人们已经认识到，随着逆变器变得更加普遍，它们应该参与维持公用电网上频率和电压的稳定性，并且它们还应该帮助电网克服各种类型的突然变化和故障，类似于同步发电机及其原动机。
模仿同步发电机及其原动机行为的逆变器在本领域中被称为“虚拟同步机”(VSM)。VSM产生一组可调节的多相输出电压，该多相输出电压可以经由输出滤波器耦合到AC电网，用于交换独立可控的有功功率和无功功率的目的。VSM旨在表现得像传统发电厂中的实际同步发电机(包括其惯性)，但没有移动部件。
事实上，在许多方面，VSM可能比同步发电机表现得更好(对于电网稳定性而言)，因为它的参数是可调节的，并且它可以对电网上可能发生的各种变化做出快得多的反应。
例如，美国专利8,880,236(其公开内容通过引用并入本文)描述了一种被称为“同步逆变器(synchronverter)”的VSM，该VSM通过对同步发电机建模来进行控制。同步逆变器中的逆变器通过使用数值变量表示虚拟发电机转子的角位置和转速来控制。逆变器的输出电流被测量，并用于计算作用在虚拟发电机转子上的虚拟电转矩。根据虚拟电磁转矩和表示虚拟转子的虚拟惯性的参数计算虚拟转子的转速。根据表示虚拟发电机转子的角位置和转速以及激励电流(excitation current)的变量，计算控制信号，以用于控制逆变器以产生对应于虚拟同步发电机的AC输出的AC输出。实现反馈回路，其中虚拟发电机转子的转速与参考转速的偏差被检测并用于调节虚拟驱动转矩。
概述
下文描述的本发明的实施例提供了改进的虚拟同步机(VSM)，以及用于控制这样的机器的电路和方法。
因此，根据本发明的实施例，提供了一种电气装置，该电气装置包括逆变器，该逆变器具有用于接收DC输入功率的输入端子和用于耦合到具有三相的AC电网的输出端子，并且包括开关阵列和滤波电路，该开关阵列和滤波电路被配置为通过在输出端子处产生三个输出电流波形来将DC输入功率转换为三相AC输出功率。脉宽调制(PWM)发生器和驱动器被耦合以驱动开关，以便控制输出电流波形的相应幅度、频率和相位。控制电路被耦合以接收输入端子和输出端子上的相应时变电压和电流的测量结果；并响应于测量结果计算模型，该模型包括在同步机中流动的三个虚拟电流，该同步机由装置仿真，其中三个虚拟电流分别与三个输出电流波形相关联；以及响应于三个虚拟电流控制PWM发生器和驱动器，以便使逆变器的三个输出电流波形的幅度、频率和相位与AC电网的三相同步。
在一些实施例中，模型包括电流控制回路，该电流控制回路生成用于控制PWM发生器和驱动器的三个控制电压，并且控制电路被配置为响应于虚拟电流来计算用于输入到电流控制回路的参考电流。在所公开的实施例中，控制电路被配置为在装置的操作开始时将参考电流从零斜升(ramp)到虚拟电流。附加地或可替代地，电流控制回路包括虚拟电容器，该虚拟电容器被应用以通过修改从开关阵列输出的平均电压来从三个输出电流波形中滤除DC分量。
在一些实施例中，仿真同步机具有给定的转子角频率和转子磁场，并且控制电路被配置为响应于虚拟电流、转子磁场以及转子角频率与AC电网的电网频率之间的差来计算用于施加到同步机的仿真的有限主动转矩(active torque)和仿真的电转矩，从而确定转子角频率的时间导数。在所公开的实施例中，仿真的有限主动转矩包括下垂转矩，该下垂转矩通过对转子角频率和期望角频率之间的差应用超前-滞后滤波器来计算。可替代地或附加地，控制电路被配置为应用饱和度以限制主动转矩的低频分量，从而确定有限的主动转矩。
此外，附加地或可替代地，控制电路被配置为基于虚拟电流和转子磁场来计算仿真同步机的电转矩，并且响应于仿真同步机的转子角频率、转子磁场和转子角来计算仿真同步机的同步内部电压。在所公开的实施例中，控制电路被配置为响应于电压下垂常数、AC电网的电网电压的幅度与该电网电压的第一预设值之间的差、以及逆变器的输出端子处的无功功率与无功功率的第二预设值之间的差来计算逆变器的输出端子处的无功功率和仿真同步机的转子磁场。在另一个实施例中，控制电路被配置为计算所计算的同步内部电压与时变电压的测量结果之间的差电压，并通过对该差应用虚拟阻抗来计算虚拟电流，以便消除虚拟电流中的DC分量。
在所公开的实施例中，逆变器中的滤波电路具有给定的电感和电阻，并且该模型包括大于给定电感和电阻的同步机的等效定子电感和电阻。
根据本发明的实施例，还提供了一种用于电功率控制的方法，该方法包括将脉宽调制(PWM)驱动施加到逆变器，该逆变器具有用于接收DC输入电压的输入端子和用于耦合到具有三相的AC电网的输出端子，并且包括开关阵列和滤波电路，该开关阵列和滤波电路被配置为在输出端子处将DC输入电压转换成包括三个输出电压波形的三相AC输出。接收输入端子和输出端子上的相应时变电压和电流的测量结果。响应于测量结果计算模型，该模型包括在同步机中流动的三个虚拟电流，该同步机由方法仿真，其中三个虚拟电流分别与三个输出电压波形相关联。PWM驱动响应于三个虚拟电流被控制，以便使逆变器的三个输出波形的相应幅度、频率和相位与AC电网的三相同步。
根据本发明的实施例，还提供了一种用于控制要施加到逆变器的脉宽调制(PWM)驱动的计算机软件产品，该逆变器具有用于接收DC输入电压的输入端子和用于耦合到具有三相的AC电网的输出端子，并且包括开关阵列和滤波电路，该开关阵列和滤波电路被配置为在输出端子处将DC输入电压转换为包括三个输出电压波形的三相AC输出，该产品包括有形的、非暂时性的计算机可读介质，程序指令存储在该介质中。该指令当由可编程处理器读取时，使得处理器：接收输入端子和输出端子上的相应时变电压和电流的测量结果；响应于测量结果计算模型，该模型包括在由该方法仿真的同步机中流动的三个虚拟电流，其中三个虚拟电流分别与三个输出电压波形相关联；以及响应于三个虚拟电流控制PWM驱动，以便使逆变器的三个输出波形的相应幅度、频率和相位与AC电网的三相同步。
根据结合附图进行的对本发明的实施例的以下详细描述，本发明将得到更充分的理解，附图中：
附图简述
图1是根据本发明的实施例示意性示出包含VSM的发电系统的框图；
图2是根据本发明的实施例示意性地示出VSM控制器的框图；
图3是根据本发明实施例示意性地示出图2的VSM控制器中的稳态功率限制框的细节的框图；
图4是根据本发明的实施例示意性地示出电流控制回路的框图，其中所有信号都是从Park变换获得的并且是复值的；
图5是基于图4的概念图并根据本发明的实施例示意性地示出图2的VSM控制器中的电流控制框的细节的框图；以及
图6是根据本发明的实施例示意性地示出图2的VSM控制器中的虚拟电容器的细节的框图。
实施例的详细描述
综述
只要逆变器仅提供公共电网上的一小部分功率，其有功功率、无功功率、本地电压、频率和相位的波动就可以很容易地由提供大部分电网功率的传统同步发电机来补偿。然而，随着可再生能源变得更加普遍，这些波动可能导致被提供给消费者的功率的不可接受的变化。尽管VSM原则上可以仿真同步发电机的行为，并提供更稳定的AC输出功率，但VSM的精确控制仍然是一个挑战。
例如，发明人已经发现，同步逆变器的输出电流对电网电压测量结果误差和对在进行测量、处理数据和生成PWM信号时出现的延迟过于敏感。这些误差导致电网电流失真和幅度不稳定(尤其是当同步逆变器以相对低的功率工作时)，并且可能导致失去同步，从而导致断线(disconnection)。
本文描述的本发明的实施例使用VSM的包括虚拟电流控制回路的模型来减少测量结果误差和延迟的影响。模型中的虚拟电容器减少了逆变器生成的实际输出电流中的DC分量。所公开的控制模型还包括用于确保VSM的平稳启动的机构，以便在启动周期期间保护逆变器并避免中断电网。
在本发明的实施例中使用的VSM模型对同步发电机的频率下垂功能进行仿真，该频率下垂功能导致发电机模型的主动转矩改变以便补偿频率偏移。该模型使用下垂信号的超前-滞后滤波来实现稳定状态下的中等下垂常数(因此，如果电网频率长时间偏离其标称值，则避免难以维持的功率浪涌)，同时对于电网频率的快速变化仍然保持较高的下垂常数，从而提供较高下垂常数的稳定效果。
在本发明的实施例中使用的VSM模型还对同步发电机的电压下垂功能进行仿真，这导致发电机模型的励磁电流(field current)改变，以便补偿与期望的本地电压的电压偏差。
因此，本文描述的实施例提供的方法和控制模型可以被应用于制造和操作对电压感测误差、电网电压不平衡和失真具有稳健性(robust)的同步逆变器。这些方法保护逆变器和电网免受极端操作条件的影响。根据这些实施例操作的同步逆变器可以容易地集成到电网中，以及集成到高质量的私人供电电网中。
为了实现这些特征，所公开的实施例提供了包括逆变器的电气装置，逆变器具有用于接收DC输入电压的输入端子和用于耦合到三相AC电网的输出端子。该逆变器包括用于将DC输入电压转换为三相AC输出的开关阵列和滤波电路。脉宽调制(PWM)发生器和驱动器控制开关，以便在逆变器支路(leg)的输出端子处产生三个输出电压波形(即输出滤波器之前的电压)的期望幅度、频率和相位。控制电路接收输出端子上的相应时变电压和电流的测量结果，并基于这些测量结果，对在VSM中流动的三个虚拟电流建模。这些虚拟电流被限制以保护逆变器，而在此限制之后，它们成为参考电流。
该算法的电流控制部分控制PWM发生器和驱动器，使得逆变器的输出电流变得几乎等于参考电流。因此，逆变器根据同步发电机的VSM模型运行。
系统描述
图1是根据本发明的实施例示意性地示出包含VSM的发电系统20的框图。系统20包括DC电源22(诸如附图所示示例中的太阳能电池板阵列)，该DC电源22被连接以将DC输入电压VDC提供到逆变器24的输入端子。
逆变器24包括开关30的阵列和滤波电路(其包括LCL滤波器配置中的电感器32和电容器34)。电感器32各自通过电感LS和串联电阻RS来表征，而电容器34具有电容CS，该电容CS被选择为使得LCL滤波器具有高于标称电网频率ωn但远低于开关频率的谐振频率。逆变器24在逆变器的输出端子处将DC输入电压转换为具有时变电流ia、ib、和ic的三相AC输出(包括三个输出电流波形)。输出端子通过具有电感Lf和串联电阻Rf的电感器36以及断路器38连接到AC电网。电网电压为vga、vgb、和vgc。
脉宽调制(PWM)发生器和驱动器26驱动开关30，以便控制平均电压波形
Figure BDA0004035359880000071
和
Figure BDA0004035359880000072
的相应幅度、频率和相位。这些平均值是在比电网电压周期短得多的每个开关周期内计算的。PWM发生器和驱动器26通常包括如本领域已知的合适的硬件逻辑和放大器电路。在PWM发生器和驱动器26的控制下，开关30生成相应的平均电压
Figure BDA0004035359880000073
和
Figure BDA0004035359880000074
LCL滤波器对平均电压
Figure BDA0004035359880000075
和
Figure BDA0004035359880000076
进行滤波，以使波形平滑并减少三个AC输出相的输出端子电压va、vb、和vc以及输出端子电流ia、ib、和ic中的纹波。
控制电路28接收va、vb、vc以及ia、ib、ic的测量结果并将这些测量结果应用于对在逆变器24要进行仿真的同步机的模型中流动的对应虚拟电流ivirt,a、ivirt,b和ivirt,c进行建模。基于该同步机模型，控制电路28输出相应的信号ga、gb、和gc，它们是
Figure BDA0004035359880000077
和
Figure BDA0004035359880000078
的期望值。PWM发生器产生经由驱动器应用到开关30的逻辑信号。作为正确生成的PWM信号的结果，电压
Figure BDA0004035359880000079
和
Figure BDA00040353598800000710
将与信号ga、gb和gc紧密匹配，并且因此，电流ia、ib和ic将与虚拟电流ivirt,a、ivirt,b和ivirt,c紧密匹配。
控制电路28按需要调节控制信号ga、gb、和gc以使逆变器24的三个输出波形的幅度、频率和相位与AC电网的三相同步。由控制电路28使用的新颖模型及其在生成和调节控制电压中的应用在下文呈现并被详细描述。为了在下面的描述和附图中方便起见，这些电压和电流由矢量v＝(va,vb,vc),i＝(ia,ib,ic)以及g＝(ga,gb,gc)共同表示。
控制电路28通常包括可编程处理器(例如通用微处理器或数字信号处理器(DSP))，该处理器具有用于从逆变器24以及PWM发生器和驱动器26接收信号和向逆变器24以及PWM发生器和驱动器26输出信号的合适接口，以及其他控制输入。处理器在合适的软件程序指令的控制下执行这些功能。该软件通常存储在有形的非暂时性计算机可读介质(诸如光、磁或电子存储器介质)中。可替代地或附加地，控制电路28的至少一些功能可以由硬件逻辑电路来执行，硬件逻辑电路可以是硬连线的或可编程的。
逆变器24以及PWM发生器和驱动器26在这里以示例的方式呈现，以演示控制电路28的应用和操作。逆变器24以及PWM发生器和驱动器26的设计和操作以及对同步机进行仿真的这些元件的建模和控制的进一步细节在上述美国专利8,880,236的说明书的第I、II和III章节中描述。可替代地，控制电路28可以在必要的修改后被应用于控制本领域已知的其他类型的逆变器。控制电路28的所有这样的应用都被认为在本发明的范围内。
使用建模的电流的VSM控制
图2是根据本发明的实施例示意性地示出由控制电路28实现的VSM控制算法的框图。该算法的核心是由逆变器24仿真的同步机的模型40，其中VSM中的三个虚拟电流ivirt＝(ivirt,a,ivirt,b,ivirt,c)产生VSM的建模的电转矩Te，并且还用于生成用于电流控制回路的参考电流，如下文详细描述的。
为了生成ivirt，模型40将模型中的内部同步电压e＝(ea,eb,ec)与逆变器24的滤波电容器34的端子上的测量电压v＝(va,vb,vc)之间的差施加到虚拟阻抗42(而不是施加到逆变器24的实际滤波器阻抗)。虚拟阻抗42在每相上由与电阻器Rg串联的电感器Lg和电容器Cg组成。这里Lg和Rg表示同步发电机的等效定子电感和电阻，而Cg从虚拟电流中过滤掉DC分量。(值Cg足够大，使得在电网频率下和在更高的频率下，其影响可以忽略不计。)因此，相a中的虚拟电流(表示为ivirt,a)和对应电容器Cg上的电荷(表示为ya)满足微分方程：
Figure BDA0004035359880000091
相b和c的行为类似。因为Lg和Rg比LS和RS大得多(图1)，所以虚拟阻抗42的使用减少了电压测量结果误差和电网电压失真对虚拟电流ivirt的影响(相对于基于在逆变器中流动的实际电流的模型)。此外，虚拟电流对PWM过程中固有的控制相关延迟不敏感。
基于虚拟电流，转矩发生器44根据以下公式计算电转矩Te：
Figure BDA0004035359880000092
该公式使用VSM的状态变量，即转子角度θ、转子电流if和虚拟电流ivirt。在这里Mf是转子绕组和一个定子绕组之间的峰值互感，并且
Figure BDA0004035359880000093
使用以下符号：
Figure BDA0004035359880000094
在上面的公式和下面的描述中，ivirt,d以及ivirt,q是向量ivirt(d,q,0)的d分量和q分量，向量ivirt(d,q,0)通过将Park变换U(θ)应用于虚拟电流向量ivirt(a,b,c)来生成：
Figure BDA0004035359880000095
由转矩发生器44计算的电转矩Te通过低通滤波器46，然后从有限的主动转矩Tl中被减去。Tl的值的变化对由于系统20的的操作条件的变化而引起的主动转矩的变化进行仿真，如下文更详细描述的。VSM的转子的角频率ω根据有限主动转矩Tl和电转矩Te之间的该差而变化，这取决于归因于仿真转子的惯性J：
Figure BDA0004035359880000096
根据逆变器24的角频率ω对操作条件变化的期望响应速率来选择J的值。基于该关系，饱和积分器48计算瞬时角频率ω。另一积分级50给出瞬时转子角θ，该瞬时转子角θ被应用于由控制电路28执行的各种Park变换。
给定角频率、转子角和转子磁场(电感乘以电流)，乘法器52计算VSM的三相的同步内部电压e＝(ea,eb,ec)：
Figure BDA0004035359880000101
从这些同步内部电压中减去测量的电压v以给出差电压，该差电压是如上所述的三个虚拟阻抗42的输入。
为了找到虚拟转子磁场mif，乘法器54计算来自逆变器24的无功功率输出Q：
Q＝idvq-iqvd。
在逆变器24启动时的初始同步过程期间，开关S1将虚拟电流ivirt输入到乘法器54。随后，开关输入实际输出电流i。计算的功率由低通滤波器56滤波，然后从预设无功功率Qset中被减去。
虚拟转子磁场也受到电压下垂的影响，即受到预设输出电压电平vset与电压v的实际幅度之间的差的影响。幅度检测器60检测电压v的幅度，从vset中减去该幅度。该差在乘法器62中乘以选择的电压下垂系数Dq，并将结果加到Qset。可选地，二次电压控制框64可以计算附加的增量电压δV，以加到vset，但该功能可以在图2中通过断开开关S3来抵消。
虚拟转子电流if与无功功率和电压下垂相关，其方程如下：
Figure BDA0004035359880000102
在这里Km是一个很大的常数。饱和积分器58对该方程进行积分，以便计算用于输入到转矩发生器44和乘法器52的仿真转子磁场mif。
为了找到有限的主动转矩Tl，控制电路28首先在转矩计算框66中计算在平衡时实现预设功率值Pset和Qset所需要的标称主动转矩Tm。该计算使用电网电压Vr的标称值和标称电网频率ωn：
Figure BDA0004035359880000111
此外，超前-滞后滤波器68在生成模拟下垂转矩Td时考虑频率下垂的影响，该下垂转矩被加到标称主动转矩Tm。在物理同步发电机中，生成下垂转矩以补偿发电机角频率的偏差(例如由于电网上增加的负载)。因此，控制电路28基于期望角频率ωset与模型40中虚拟转子的角频率ω之间的电流差来计算虚拟下垂转矩。可选地，二次频率控制框72可以计算附加的增量角频率δω以加到ωset，但该功能可以在图2中通过断开开关S2来抵消。因此，在本实例中，ωset等于标称角频率ωn。
超前-滞后滤波器68被应用于频率差ωset-ω以便在限制逆变器24的输出功率的同时帮助稳定电网频率，以便提供下垂转矩。滤波器68的操作可以使用拉普拉斯变换(由信号符号上方的帽子指示)表示如下：
Figure BDA0004035359880000112
在这个表达式中，τd为大约(on the order of)1秒，Dp>0是低频的频率下垂常数，且αDp是高频的频率下垂常数，其中α≥1。将该仿真的下垂转矩加到模型40允许逆变器24在短时间段内提供高附加电流以便补偿频率偏差，随后在较长时间段内提供较低附加电流以便避免压倒(overwhelm)系统20的可用发电或存储容量。
为了保护逆变器24免于过载，稳态功率限制框70被应用于标称转矩和下垂转矩之和。在没有框70的情况下，主动转矩Tl将简单地是Tm+Td的和。框70限制Tl的稳态值以匹配逆变器24的容量，同时仍然允许转矩中的快速瞬变以在需要时保持稳定性。
图3是根据本发明的实施例示出稳态功率限制框70的细节的框图。框70通过使用低通滤波器80将信号Tm+Td分成两个互补信道。低通滤波器80通常具有大约1秒的时间常数τw。饱和限制器82仅应用于低通信道。两个信道相加以给出有限的主动转矩Tl。
现在返回图2，在模型40中流动的虚拟电流ivirt(a,b,c)用于计算输入到电流控制框76的参考电流iref(d,q,0)，该电流控制框76使用具有虚拟电容器78的电流控制回路生成控制电压g，如下所述。然而，在输入到电流控制框76之前，应用电流斜升和限制框74以确保不超过逆变器开关30的最大电流。电流斜升和限制框74在对ivirt(d,q,0)施加限制之前计算电流ivirt(a,b,c)的Park变换ivirt(d,q,0)，以便保持输出电流的干净正弦形状。同一框74还限制当逆变器24开始操作时iref(d,q,0)斜升的速率，以便防止对逆变器的可能损坏并减少由于电流尖峰而对电网的干扰。例如，iref可能在几秒钟内斜升到ivirt。然后从参考电流iref(d,q,0)中减去实际测量的电网电流(Park变换为i(d,q,0))，以生成用于输入到电流控制回路76的误差电流ε(d,q,0)。
图4是根据本发明的实施例示意性地示出电流控制回路83的框图，该电流控制回路83包括逆变器电路86(在图中标记为设备P)、dq电流控制器88和虚拟电容器87的表示。该图仅示出了Park变换变量，其中信号被表示为复信号，d分量为实部，而q分量为虚部。电流跟踪误差ε是参考电流iref和实际电流i之间的差。电流控制器88是比例积分类型的(具有参数Kp和Ki)，并且导致误差ε在稳态操作中变得非常小。灵敏度S表示从参考电流iref到误差ε的传递函数。
图4示出了在图5中示出的dq电流控制器88的详细实现中实现的控制回路的概念特征。特别地，通过将信号v相加(在图的左侧)以获得E0，电网电压v对输出电流的影响被很大程度地抵消，并且通过将E0乘以相位校正框84中的相位校正
Figure BDA0004035359880000121
处理延迟和PWM延迟的影响被很大程度地抵消。这些特征有助于提高电流控制回路的准确度。电流控制框76包括相位校正框84和电流控制器88。延迟框85表示由控制电路28输出的控制电压g与由逆变器24中的开关30输出的对应平均电压
Figure BDA0004035359880000122
之间的相移
Figure BDA0004035359880000123
和延迟τ的影响。
图5是根据本发明的实施例示意性地示出电流控制框76的细节的框图。框76包括三个电流回路，它们接收误差电流ε(d,q,0)的相应d、q和0分量，并输出期望的输出电压E0(d,q,0)。每个回路包括具有系数Ki的积分器框90以及具有系数R0的比例框92。此外，d回路和q回路通过具有增益ωLs的比例框94连接。框系数的各种选择是可能的。选择可以基于例如所选择的电流回路带宽ωb>ωn，使得
Figure BDA0004035359880000131
和R0＝2ωbLs-RS。
电流回路输出与包括任何电压测量误差η(d,q,0)的测量的电网电压v(d,q,0)的对应分量相加，如上面图4所示。逆Park变换框96将所得到的输出电压E0(d,q,0)变换回到(a,b,c)坐标(Ea,Eb,Ec)。然而，在相位角被校正为
Figure BDA0004035359880000132
的情况下执行变换。附加的相位校正由
Figure BDA0004035359880000133
给出，其中τ是由控制电路28输出的控制电压g与由逆变器24中的开关30输出的对应平均电压
Figure BDA0004035359880000134
之间的延迟。逆Park变换框96因此补偿逆变器24操作中的该延迟的影响。
图6是根据本发明的实施例示意性地示出在电流控制框76中的输出处的虚拟电容器78的细节的框图。尽管为了简单起见，图5中只示出了Ea输出，但Eb和Ec输出以类似的方式进行处理。虚拟电容器的电容Cvirt通过用DC电压充电而阻断输出电流ia中的DC分量，然后从Ea中减去DC电压。剩余电压ga是对PWM发生器和驱动器26的控制电压，PWM发生器和驱动器26驱动开关30。(这些部件在图6中通过框30共同表示。)
与Cvirt并联的虚拟电阻Rvirt通常具有高值(例如1kΩ)，使得通过它的电流是微不足道的。然而，在逆变器24的启动期间，Rvirt可以减小到零，然后在几秒钟内斜升到高值，以便减少逆变器24中的电流瞬变的影响。
在上面的描述中，控制电路28在对同步机进行仿真时应用特定的功能组合，以便生成用于PWM发生器和驱动器26的控制电压，这将有助于逆变器24的稳定、稳健的操作。然而，在可替代的实施例中，可以省略这些特征的一些功能，并且可以添加其他特征。例如，在生成到电流控制框76的参考电流输入时可以应用不同的模型，并且在框76中可以使用不同种类的电流控制回路。作为另一个示例，其他种类的滤波器和限制框可以与模型40结合使用，用于处理频率和转矩的变化以及用于控制逆变器24的启动。在上述临时专利申请中呈现了本发明的另外的变体以及各种特征的解释。所有这些可替代的实施例都被认为在本发明的范围内。
因此，将认识到的是，以上描述的实施例是通过示例引用的，并且本发明并不限于上文已具体示出和描述的内容。更确切地，本发明的范围包括上文所述的各种特征的组合和子组合二者，以及本领域技术人员在阅读前述描述后会想到的并且在现有技术中未公开的这些特征的变型和修改。

Claims (23)

1.一种电气装置，包括：
逆变器，其具有用于接收DC输入功率的输入端子和用于耦合到具有三相的AC电网的输出端子，并且包括开关阵列和滤波电路，所述开关阵列和滤波电路被配置为通过在所述输出端子处产生三个输出电流波形来将所述DC输入功率转换为三相AC输出功率；
脉宽调制(PWM)发生器和驱动器，其被耦合以驱动所述开关，以便控制所述输出电流波形的相应幅度、频率和相位；以及
控制电路，其被耦合以接收所述输入端子和所述输出端子上的相应时变电压和电流的测量结果；并响应于所述测量结果计算模型，所述模型包括在由所述装置仿真的同步机中流动的三个虚拟电流，其中，所述三个虚拟电流分别与所述三个输出电流波形相关联；以及响应于所述三个虚拟电流控制所述PWM发生器和驱动器，以便使所述逆变器的所述三个输出电流波形的幅度、频率和相位与所述AC电网的三相同步。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述模型包括电流控制回路，所述电流控制回路生成用于控制所述PWM发生器和驱动器的三个控制电压，并且其中，所述控制电路被配置为响应于所述虚拟电流来计算用于输入到所述电流控制回路的参考电流。
3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述控制电路被配置为在所述装置的操作开始时将所述参考电流从零斜升到所述虚拟电流。
4.根据权利要求2所述的装置，其中，所述电流控制回路包括虚拟电容器，所述虚拟电容器被应用以通过修改从所述开关阵列输出的平均电压来从所述三个输出电流波形中滤除DC分量。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的装置，其中，仿真的同步机具有给定的转子角频率和转子磁场，并且其中，所述控制电路被配置为响应于所述虚拟电流、所述转子磁场以及所述转子角频率与所述AC电网的电网频率之间的差来计算用于施加到所述同步机的仿真的有限主动转矩和仿真的电转矩，从而确定所述转子角频率的时间导数。
6.根据权利要求5所述的装置，其中，所述仿真的有限主动转矩包括下垂转矩，所述下垂转矩是通过对所述转子角频率与期望角频率之间的差应用超前-滞后滤波器来计算的。
7.根据权利要求5所述的装置，其中，所述控制电路被配置为应用饱和度以限制所述主动转矩的低频分量，从而确定所述有限主动转矩。
8.根据权利要求5所述的装置，其中，所述控制电路被配置为基于所述虚拟电流和所述转子磁场来计算所述仿真的同步机的电转矩，并且响应于所述仿真的同步机的所述转子角频率、所述转子磁场和转子角来计算所述仿真的同步机的同步内部电压。
9.根据权利要求8所述的装置，其中，所述控制电路被配置为响应于电压下垂常数、所述AC电网的电网电压的幅度与所述电网电压的第一预设值之间的差、以及所述逆变器的所述输出端子处的无功功率与所述无功功率的第二预设值之间的差来计算所述逆变器的所述输出端子处的无功功率和所述仿真的同步机的所述转子磁场。
10.根据权利要求8所述的装置，其中，所述控制电路被配置为计算所计算的同步内部电压与所述时变电压的测量结果之间的差电压，并通过向所述差应用虚拟阻抗来计算所述虚拟电流，以便消除所述虚拟电流中的DC分量。
11.根据权利要求1-4中任一项所述的装置，其中，所述逆变器中的所述滤波电路具有给定的电感和电阻，并且其中，所述模型包括所述同步机的等效定子电感和电阻，所述等效定子电感和电阻大于所述给定的电感和电阻。
12.一种用于电功率控制的方法，包括：
向逆变器施加脉宽调制(PWM)驱动，所述逆变器具有用于接收DC输入电压的输入端子和用于耦合到具有三相的AC电网的输出端子，并且包括开关阵列和滤波电路，所述开关阵列和滤波电路被配置为在所述输出端子处将所述DC输入电压转换为包括三个输出电压波形的三相AC输出；
接收所述输入端子和所述输出端子上的相应时变电压和电流的测量结果；
响应于所述测量结果来计算模型，所述模型包括在通过所述方法仿真的同步机中流动的三个虚拟电流，其中，所述三个虚拟电流分别与所述三个输出电压波形相关联；以及
响应于所述三个虚拟电流控制所述PWM驱动，以便使所述逆变器的所述三个输出波形的相应幅度、频率和相位与所述AC电网的三相同步。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述模型包括电流控制回路，所述电流控制回路生成用于控制所述PWM驱动的三个控制电压，并且其中，计算所述模型包括响应于所述虚拟电流计算用于输入到所述电流控制回路的参考电流。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，计算所述参考电流包括在所述方法的操作开始时将所述参考电流从零斜升到所述虚拟电流。
15.根据权利要求13所述的方法，其中，所述电流控制回路包括虚拟电容器，所述虚拟电容器被应用以通过修改从所述开关阵列输出的平均电压来从所述三个输出电流波形中滤除DC分量。
16.根据权利要求12-15中任一项所述的方法，其中，仿真的同步机具有给定的转子角频率和转子磁场，并且其中，计算所述模型包括响应于所述虚拟电流、所述转子磁场以及所述转子角频率与所述AC电网的电网频率之间的差来计算用于施加到所述同步机的仿真的有限主动转矩和仿真的电转矩，从而确定所述转子角频率的时间导数。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述仿真的有限主动转矩包括下垂转矩，所述下垂转矩是通过对所述转子角频率与期望角频率之间的差应用超前-滞后滤波器来计算的。
18.根据权利要求16所述的方法，其中，计算仿真的转矩包括应用饱和度以限制所述主动转矩的低频分量，从而确定所述有限主动转矩。
19.根据权利要求17所述的方法，其中，计算所述模型包括基于所述虚拟电流和所述转子磁场来计算所述仿真的同步机的电转矩，以及响应于所述仿真的同步机的所述转子角频率、所述转子磁场和转子角来计算所述仿真的同步机的同步内部电压。
20.根据权利要求19所述的方法，其中，计算所述内部电压包括响应于电压下垂常数、所述AC电网的电网电压的幅度与所述电网电压的第一预设值之间的差、以及所述逆变器的所述输出端子处的无功功率与所述无功功率的第二预设值之间的差来计算所述逆变器的所述输出端子处的无功功率和所述仿真的同步机的所述转子磁场。
21.根据权利要求19所述的方法，其中，计算所述模型包括计算所述计算的同步内部电压与所述时变电压的测量结果之间的差电压，以及通过对所述差应用虚拟阻抗来计算所述虚拟电流，以便消除所述虚拟电流中的DC分量。
22.根据权利要求12-15中任一项所述的方法，其中，所述逆变器中的所述滤波电路具有给定的电感和电阻，并且其中，所述模型包括所述同步机的等效定子电感和电阻，所述等效定子电感和电阻大于所述给定的电感和电阻。
23.一种用于控制被施加到逆变器的脉宽调制(PWM)驱动的计算机软件产品，所述逆变器具有用于接收DC输入电压的输入端子和用于耦合到具有三相的AC电网的输出端子，并且包括开关阵列和滤波电路，所述开关阵列和滤波电路被配置为在所述输出端子处将所述DC输入电压转换为包括三个输出电压波形的三相AC输出，所述产品包括有形的、非暂时性的计算机可读介质，程序指令存储在所述介质中，
其中，所述指令在由可编程处理器读取时，使得所述处理器：接收所述输入端子和所述输出端子上的相应时变电压和电流的测量结果；响应于所述测量结果计算模型，所述模型包括在通过所述方法仿真的同步机中流动的三个虚拟电流，其中，所述三个虚拟电流分别与所述三个输出电压波形相关联；并且响应于所述三个虚拟电流控制所述PWM驱动，以便使所述逆变器的所述三个输出波形的相应幅度、频率和相位与所述AC电网的三相同步。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116526480A (zh) * 2023-07-05 2023-08-01 山西中控绿源科技有限公司 基于智慧能源管理平台的分布式供电系统及方法

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115663873B (zh) * 2022-05-11 2024-04-09 上海电力大学 一种改进的vsg与串联补偿电容次同步振荡抑制方法
US20230369865A1 (en) * 2022-05-16 2023-11-16 General Electric Company Virtual impedance current limiting control for grid forming inverter-based resources
CN114785282A (zh) * 2022-05-31 2022-07-22 深圳博浩远科技有限公司 一种光伏逆变器自动化测试系统及方法
CN115207973B (zh) * 2022-07-21 2023-04-07 国网湖北省电力有限公司电力科学研究院 一种提高并网稳定性的虚拟同步机自适应运行模式切换方法
CN115833266B (zh) * 2023-02-14 2023-04-21 中国科学院电工研究所 新能源电力系统中跟网型变流器集群聚合控制方法
CN117039939B (zh) * 2023-10-08 2024-01-30 西安热工研究院有限公司 一种超级电容混合储能耦合火电机组调频系统和方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB0820699D0 (en) * 2008-11-12 2008-12-17 Ulive Entpr Ltd Static synchronous generators
JP6084863B2 (ja) * 2013-02-28 2017-02-22 川崎重工業株式会社 系統連系する電力変換装置
JP6386718B2 (ja) * 2013-11-20 2018-09-05 川崎重工業株式会社 電力変換装置
CN103683331B (zh) * 2013-12-26 2015-07-15 电子科技大学 一种单相逆变器控制系统
CN104953617B (zh) * 2015-06-17 2017-08-11 清华大学 虚拟同步发电机带负载并网的控制方法及系统
CN106786599B (zh) * 2017-01-13 2019-02-19 天津大学 交直流混合微电网双向dc-ac互联装置智能控制方法
DE102017106213A1 (de) * 2017-03-22 2018-09-27 Wobben Properties Gmbh Verfahren zum Einspeisen elektrischer Leistung in ein elektrisches Versorgungsnetz
CN109698517B (zh) * 2017-10-23 2023-03-28 台达电子企业管理（上海）有限公司 一种控制电力系统的方法和装置
GB2570151B (en) * 2018-01-14 2020-07-15 Zhong Qingchang Reconfiguration of inertia, damping, and fault ride-through for a virtual synchronous machine

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116526480A (zh) * 2023-07-05 2023-08-01 山西中控绿源科技有限公司 基于智慧能源管理平台的分布式供电系统及方法
CN116526480B (zh) * 2023-07-05 2023-10-13 北京中芯标准科技有限公司 基于智慧能源管理平台的分布式供电系统及方法

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