CN116316707B - 基于等效阻容阻尼电路的虚拟同步机动态性能改进方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电力电子变流器技术领域，尤其是涉及基于等效阻容阻尼电路的虚拟同步机动态性能改进方法，所述方法包括如下步骤：获取虚拟同步机的控制方程，以及所述虚拟同步机的线路阻抗为感性时所述虚拟同步机输出的有功功率；根据所述控制方程和所述有功功率建立所述虚拟同步机的等效RLC谐振电路；在所述等效RLC谐振电路中加入等效RC阻容阻尼支路；利用所述等效RC阻容阻尼支路抑制所述等效RLC谐振电路的谐振，从而等效地抑制所述虚拟同步机在暂态下的有功功率振荡。本发明相较于现有的虚拟同步机暂态振荡抑制方法更加简单直观，相应的控制器参数设计十分简单，便于调节，而且本发明对虚拟同步机暂态振荡的抑制效果十分显著。
Description
技术领域
本发明涉及电力电子变流器技术领域，尤其是涉及基于等效阻容阻尼电路的虚拟同步机动态性能改进方法。
背景技术
随着分布式电源的迅速发展，其在电网中的占比也迅速提高。但这也带来许多挑战，尤其是其带来的电力系统的惯量的减少，导致电力系统暂态过程中的频率最大偏移超标，破坏电网频率稳定性，为了让分布式能源系统具有传统发电机一样的惯性，虚拟同步机技术应运而生。然而，虚拟同步机技术复杂的电磁特性使得在功率指令阶跃或外部出现扰动时，会出现较大的输出有功功率振荡和输出频率振荡。
为了解决虚拟同步机在功率指令阶跃或外部出现扰动时会出现较大的输出有功功率振荡和输出频率振荡的问题，诸多虚拟同步机的有功功率及频率的暂态振荡抑制方法应运而生。然而，现有的虚拟同步机的有功功率及频率的暂态振荡抑制方法皆通过数学推导的方式来修改系统的传递函数模型，其过程较为复杂且不直观，而且造成相应的控制器参数设计复杂，对于虚拟同步机暂态振荡的抑制效果也有待进一步提高。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明提供了基于等效阻容阻尼电路的虚拟同步机动态性能改进方法。
为了实现上述目的，本发明提供的基于等效阻容阻尼电路的虚拟同步机动态性能改进方法，所述方法包括如下步骤：获取虚拟同步机的控制方程，以及所述虚拟同步机的线路阻抗为感性时所述虚拟同步机输出的有功功率；根据所述控制方程和所述有功功率建立所述虚拟同步机的等效RLC谐振电路；在所述等效RLC谐振电路中加入等效RC阻容阻尼支路；利用所述等效RC阻容阻尼支路抑制所述等效RLC谐振电路的谐振，从而等效地抑制所述虚拟同步机在暂态下的有功功率振荡。本发明相较于现有的虚拟同步机暂态振荡抑制方法更加简单直观，相应的控制器参数设计十分简单，便于调节，而且本发明对虚拟同步机暂态振荡的抑制效果十分显著。
可选地，所述根据所述控制方程和所述有功功率建立所述虚拟同步机的等效RLC谐振电路包括如下步骤：
使用所述控制方程和所述有功功率得到所述虚拟同步机的小信号输出频率和小信号输出功率；
利用所述小信号输出频率和所述小信号输出功率得到所述虚拟同步机的小信号模型框图；
根据所述小信号模型框图建立所述虚拟同步机的所述等效RLC谐振电路。
进一步的，建立所述等效RLC谐振电路有利于将复杂的虚拟同步机结构简单化，便于从电路分析的角度清晰直观的探究虚拟同步机振荡抑制方法。
可选地，所述控制方程和所述有功功率分别满足如下关系：
，
，
其中，为所述虚拟同步机的输入端功率指令信号，/>为所述虚拟同步机的输出端功率信号，/>为所述虚拟同步机的下垂系数，/>为所述虚拟同步机的输出角频率，J为虚拟转动惯量，/>为所述虚拟同步机的额定角频率，P为所述有功功率，E为所述虚拟同步机的输出电压，V为所述虚拟同步机在并网点的母线电压，X为传输线的阻抗值，d为所述输出电压与所述母线电压之间的功率角差。
可选地，所述使用所述控制方程和所述有功功率得到所述虚拟同步机的小信号输出频率和小信号输出功率包括如下步骤：
对所述控制方程进行小信号线性化处理得到所述小信号输出频率；
对所述有功功率进行小信号线性化处理得到所述小信号输出功率。
进一步的，所述小信号输出频率和所述小信号输出功率能够为建立所述小信号模型框图提供理论基础。
可选地，所述小信号输出频率和所述小信号输出功率分别满足如下关系：
，
，
其中，为所述小信号输出频率，/>为所述小信号模型框图的输入端功率指令信号，s为拉氏变换算子，/>为所述小信号输出功率，J为虚拟转动惯量，/>为所述虚拟同步机的额定角频率，/>为有功功率下垂控制系数，E为所述虚拟同步机的输出电压，V为所述虚拟同步机在并网点的母线电压，X为传输线的阻抗值，/>为所述小信号模型框图中并网点输入信号的角频率，/>为同步功率系数。
可选地，所述根据所述小信号模型框图建立所述虚拟同步机的所述等效RLC谐振电路包括如下步骤：
构建与所述小信号模型框图在复频域具有相同结构的等效方框图模型；
根据所述等效方框图模型构建RLC电路模型；
利用所述小信号模型框图中的参数对所述RLC电路模型中的参数进行等效置换，进而得到所述等效RLC谐振电路。
可选地，所述在所述等效RLC谐振电路中加入等效RC阻容阻尼支路包括如下步骤：
在所述等效RLC谐振电路中并联一个阻尼电阻；
在所述阻尼电阻所在的支路添加一个阻尼电容，所述阻尼电容与所述阻尼电阻为串联关系。
进一步的，由于所述阻尼电容在稳态时可以看作开路，暂态时可以看作短路，因此可以通过在所述等效RLC谐振电路中并联一个所述等效RC阻容阻尼支路，使得所述等效RC阻容阻尼支路中所述阻尼电阻只在暂态过程中提供阻尼效果，有利于抑制所述等效RLC谐振电路中电压与电流的振荡，从而等效抑制所述虚拟同步机中输出频率与所述有功功率的振荡，且不会改变虚拟同步机的稳态功率输出特性。
可选地，所述利用所述等效RC阻容阻尼支路抑制所述等效RLC谐振电路的谐振，从而等效地抑制所述虚拟同步机在暂态下的有功功率振荡包括如下步骤：
设计所述等效RC阻容阻尼支路中阻尼电容与阻尼电阻的参数值，使所述等效RC阻容阻尼支路能够对所述等效RLC谐振电路的谐振进行抑制；
根据所述参数值，将所述等效RC阻容阻尼支路与所述小信号模型框图的控制器并联，从而抑制所述虚拟同步机在暂态下的有功功率振荡。
进一步的，所述参数值为所述阻尼电容与所述阻尼电阻的取值，所述等效RLC谐振电路中的输出电流等效于所述小信号模型框图中的输出有功功率，所述等效RLC谐振电路中的输出电压等效于所述小信号模型框图中的输出频率，如果所述等效RC阻容阻尼支路能够对所述等效RLC谐振电路的谐振进行抑制，那么所述等效RC阻容阻尼支路就能等效抑制所述虚拟同步机的有功功率振荡和频率振荡，改善所述虚拟同步机的暂态性能。
可选地，所述阻尼电阻满足如下关系：
其中，为所述阻尼电阻，/>为目标阻尼系数，C为所述RLC电路模型中的等效电容，L为所述RLC电路模型中的等效电感，R为所述RLC电路模型中的等效电阻。
进一步的，一般取0.707。
可选地，所述阻尼电容满足如下关系：
其中，为所述阻尼电容，J为虚拟转动惯量，/>为所述虚拟同步机的额定角频率，/>为所述虚拟同步机的下垂系数，/>为所述阻尼电阻。
进一步的，在本实施例提供的取值范围内，所述阻尼电容在稳态时的开路效果和暂态时的短路效果最佳，能使得所述等效RC阻容阻尼支路中所述阻尼电阻只在暂态过程中提供阻尼效果。
综上所述，本发明通过在虚拟同步机中加入等效RC阻容阻尼支路实现对虚拟同步机暂态下的输出有功功率振荡的抑制，本发明相较于现有的虚拟同步机暂态振荡抑制方法更加简单直观，相应的控制器参数设计十分简单，便于调节，而且本发明可以将虚拟同步机的功率振荡从60%降至10%，对虚拟同步机暂态振荡的抑制效果十分显著。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举可选实施例，并配合相关附图作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它相关的附图。
图1为本发明实施例的基于等效阻容阻尼电路的虚拟同步机动态性能改进方法流程示意图；
图2为本发明实施例的小信号模型框图；
图3为本发明实施例的等效方框图模型和等效RLC谐振电路；
图4为本发明实施例的加入等效RC阻容阻尼支路的等效RLC谐振电路；
图5为本发明实施例的加入等效RC阻容阻尼支路的虚拟同步机小信号模型示意图；
图6为本发明实施例的加入等效RC阻容阻尼支路后，虚拟同步机系统极点随阻尼电阻改变的位置变化示意图；
图7为本发明实施例的加入等效RC阻容阻尼支路后，虚拟同步机系统极点随阻尼电容改变的位置变化示意图；
图8为本发明实施例的调节阻尼电阻与阻尼电容对有功功率的振荡抑制效果示意图。
其中，1-控制器，2-功率模型，3-等效控制器，4-等效功率模型，5-等效控制器电路，6-等效功率模型电路，7-等效RC阻容阻尼支路，8-控制器框图，9-等效RC阻容阻尼支路框图。
具体实施方式
下面将详细描述本发明的具体实施例，应当注意，这里描述的实施例只用于举例说明，并不用于限制本发明。在以下描述中，为了提供对本发明的透彻理解，阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本发明。在其他实例中，为了避免混淆本发明，未具体描述公知的电路，软件或方法。
在整个说明书中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着：结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本发明至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“在一个实施例中”、“在实施例中”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合和、或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的示图都是为了说明的目的，并且示图不一定是按比例绘制的。
需要提前说明的是，在一个可选地实施例当中，除了做出独立的说明之外，其它的在所有公式中出现的相同的符号或字母带表的含义和数值相同。
在一个可选地实施例当中，请参见图1，本发明提供了基于等效阻容阻尼电路的虚拟同步机动态性能改进方法，所述方法包括如下步骤：
S1、获取虚拟同步机的控制方程，以及所述虚拟同步机的线路阻抗为感性时所述虚拟同步机输出的有功功率。
具体的，在本实施例当中，所述控制方程和所述有功功率分别满足如下关系：
，
，
其中，为所述虚拟同步机的输入端功率指令信号，/>为所述虚拟同步机的输出端功率信号，/>为所述虚拟同步机的下垂系数，/>为所述虚拟同步机的输出角频率，J为虚拟转动惯量，/>为所述虚拟同步机的额定角频率，P为所述有功功率，E为所述虚拟同步机的输出电压，V为所述虚拟同步机在并网点的母线电压，X为传输线的阻抗值，d为所述输出电压与所述母线电压之间的功率角差。
S2、根据所述控制方程和所述有功功率建立所述虚拟同步机的等效RLC谐振电路。
其中，步骤S2又包括如下步骤：
S21、使用所述控制方程和所述有功功率得到所述虚拟同步机的小信号输出频率和小信号输出功率。
其中，步骤S21又包括如下步骤：
S211、对所述控制方程进行小信号线性化处理得到所述小信号输出频率。
S212、对所述有功功率进行小信号线性化处理得到所述小信号输出功率。
具体的，在本实施例当中，所述小信号输出频率和所述小信号输出功率分别满足如下关系：
，
，
其中，为所述小信号输出频率，/>为所述小信号模型框图的输入端功率指令信号，s为拉氏变换算子，/>为所述小信号输出功率，/>为所述小信号模型框图中并网点输入信号的角频率，/>为同步功率系数。
进一步的，所述小信号输出频率和所述小信号输出功率能够为建立所述小信号模型框图提供理论基础。
S22、利用所述小信号输出频率和所述小信号输出功率得到所述虚拟同步机的小信号模型框图。
具体的，在本实施例当中，请参见图2，根据步骤S212中的提供的关系式即可在复频域的所述小信号模型框图，图2中的控制器1即为所述虚拟同步机的控制器部分，图2中的功率模型2即为所述虚拟同步机的有功功率输出部分。所述小信号模型框图可以为所述虚拟同步机的暂态振荡抑制提供理论基础。
进一步的，在图2中，。
S23、根据所述小信号模型框图建立所述虚拟同步机的所述等效RLC谐振电路。
其中，步骤S23又包括如下步骤：
S231、构建与所述小信号模型框图在复频域具有相同结构的等效方框图模型。
具体的，在本实施例当中，请参见图3中的（a），所述等效方框图模型包括等效控制器3与等效功率模型4。
进一步的，在复频域中，图3中（a）所示的等效控制器3与图2中的控制器1具有相同的结构，图3中（a）所示的等效功率模型4与图2中的功率模型2具有相同的结构，因此所述小信号模型框图中的各项参数与所述等效方框图模型可以等效替换。
S232、根据所述等效方框图模型构建RLC电路模型。
S233、利用所述小信号模型框图中的参数对所述RLC电路模型中的参数进行等效置换，进而得到所述等效RLC谐振电路。
具体的，在本实施例当中，请参见图3中的（b），其中等效RLC电路即为所述等效RLC谐振电路，其中等效控制器电路5是与等效控制器3对应的电路图，等效功率模型电路6是与等效功率模型4对应的电路图，利用所述等效方框图模型绘制出对应的所述RLC电路模型，将得到的所述RLC电路模型中的参数替换为所述小信号模型框图中的各项参数，即可得到所述等效RLC谐振电路，所述等效RLC谐振电路与所述RLC电路模型在结构上无差别。
更为具体的，根据电路理论，可以通过增加阻尼的方式来对所述RLC电路模型的谐振进行抑制，将所述RLC电路模型中的参数替换为所述小信号模型框图中的各项参数后，对所述RLC电路模型的谐振进行抑制也是对所述等效RLC谐振电路中的输出电流和输出电压振荡的抑制，并将进一步等效为抑制所述等效RLC谐振电路中的功率和频率振荡。因此所述等效RLC谐振电路能够为所述虚拟同步机的暂态振荡抑制提供理论基础，也便于确定虚拟同步机的暂态振荡抑制中需要选择的器件和计算器件的相关参数，便于实施和推广。
进一步的，所述RLC电路模型与所述小信号模型框图中的各项参数替换的等效方式如下：
，
，
，
，
，
，
其中，为所述RLC电路模型中的输入电流，/>为所述RLC电路模型中等效电阻两端的电压，即输出电压，/>为所述RLC电路模型中的输入电压，C为所述RLC电路模型中的等效电容，L为所述RLC电路模型中的等效电感，R为所述等效电阻。
更进一步的，对所述等效RLC谐振电路中输入电流的分析等效于对所述虚拟同步机输出频率的分析，对于所述等效RLC谐振电路中的输入电流而言，随着所述等效电阻的减小，电路阻尼增大，输入电流振荡减小；随着所述等效电容的增大，电路阻尼减小，输入电流振荡变大。虽然对于所述等效电阻和所述等效电容的调节也对所述虚拟同步机的暂态振荡有阻尼效果，但是所述等效电阻等效于所述虚拟同步机的下垂系数的倒数，由虚拟同步机变流器的额定功率决定，而所述等效电容等效于虚拟转动惯量与额定角频率的乘积，由所述虚拟同步机的频率稳定指标决定。因此，所述等效RLC谐振电路的阻尼无法通过对已有的所述等效电阻和所述等效电容进行调节来实现，因而也无法通过对已有的所述等效电阻和所述等效电容进行调节来抑制所述虚拟同步机在暂态下的有功功率和频率的振荡，这为等效RC阻容阻尼支路的引入提供了理论基础。
S3、在所述等效RLC谐振电路中加入等效RC阻容阻尼支路。
其中，请参见图4，图4为加入了所述等效RC阻容阻尼支路7的等效RLC谐振电路，步骤S3又包括如下步骤：
S31、在所述等效RLC谐振电路中并联一个阻尼电阻。
S32、在所述阻尼电阻所在的支路添加一个阻尼电容，所述阻尼电容与所述阻尼电阻为串联关系。
具体的，在本实施例当中，由于所述阻尼电容在稳态时可以看作开路，暂态时可以看作短路，因此可以通过在所述等效RLC谐振电路中并联一个所述等效RC阻容阻尼支路，使得所述等效RC阻容阻尼支路中所述阻尼电阻只在暂态过程中提供阻尼效果，增加了所述等效RLC谐振电路中的阻尼，为抑制所述等效RLC谐振电路中电压与电流的振荡提供电路基础，有利于等效抑制了所述虚拟同步机中输出频率与所述有功功率的振荡，且不会改变虚拟同步机的稳态功率输出特性。
更为具体的，加入所述等效RC阻容阻尼支路7之后，所述等效RLC谐振电路的电压与电流的小信号模型变成了以下的形式：
，
，
，
其中，为所述等效RLC谐振电路的输出电流，/>为所述阻尼电阻，/>为所述阻尼电容。
进一步的，Y为缩写参数，只用于简化关系式，没有具体含义。加入所述等效RC阻容阻尼支路7之后，所述等效RLC谐振电路的电压与电流的小信号模型与所述小信号输出频率和所述小信号输出功率在形式上依旧相同，等效为所述虚拟同步机的输出频率，/>等效为所述虚拟同步机的有功功率。
S4、利用所述等效RC阻容阻尼支路抑制所述等效RLC谐振电路的谐振，从而等效地抑制所述虚拟同步机在暂态下的有功功率振荡。
其中，步骤S4又包括如下步骤：
S41、设计所述等效RC阻容阻尼支路中阻尼电容与阻尼电阻的参数值，使所述等效RC阻容阻尼支路能够对所述等效RLC谐振电路的谐振进行抑制。
具体的，在本实施例当中，请参见图4，由于在暂态时所述阻尼电容可以近似等效为短路，于是在暂态时所述等效RLC谐振电路的等效阻尼电阻是所述等效电阻和所述阻尼电阻的并联，于是可以所述等效RLC谐振电路的阻尼比表达为：
其中，为目标阻尼系数，设置为0.707。
于是所述阻尼电阻可以直接获取为：
进一步的，由于所述阻尼电容在暂态时可以近似等效为短路，加入的所述等效RC阻容阻尼支路的时间常数应该足够大，但也不能过大导致所述等效RLC谐振电路的阻尼减小，降低所述等效RLC谐振电路的稳定性，进而等效降低所述虚拟同步机的稳定性。所以将所加入的阻容支路的时间常数设置为所述等效RLC谐振电路的时间常数的3-5倍，这样能够很好的保证所述等效RLC谐振电路的稳定性，进而保证所述虚拟同步机的稳定性。由于所述等效RLC谐振电路的时间常数等于所述等效RLC谐振电路的极点的实部，而所述等效RLC谐振电路的极点S的表达为：
当时，所述等效RLC谐振电路的时间常数为：
其中，为所述等效RLC谐振电路的时间常数。
而所加入的所述等效RC阻容阻尼支路的时间常数为：
其中，为所述等效RC阻容阻尼支路的时间常数。
于是所述阻尼电容满足如下关系：
更进一步的，使用此步骤提供和/>的参数值时，所述阻尼电容在稳态时的开路效果和暂态时的短路效果最佳，能使得所述等效RC阻容阻尼支路中所述阻尼电阻只在暂态过程中提供阻尼效果，能够有效的抑制所述等效RLC谐振电路中的输出电流和输出电压的振荡，进而等效抑制所述虚拟同步机中的频率和所述有功功率的振荡，改善了所述虚拟同步机的暂态性能，而且额外加入的所述阻尼电阻和所述阻尼电容也十分方便调节。
S42、根据所述参数值，将所述等效RC阻容阻尼支路与所述小信号模型框图的控制器并联，从而抑制所述虚拟同步机在暂态下的有功功率振荡。
具体的，在本实施例当中，请参见图5，其中所述等效RC阻容阻尼支路框图9即为所述等效RC阻容阻尼支路7的框图形式，所述等效RC阻容阻尼支路框图9中的R即为，C即为。将控制器框图8与所述等效RC阻容阻尼支路框图9构成所述虚拟同步机新的控制器，能够抑制所述虚拟同步机中的频率和所述有功功率的振荡，改善所述虚拟同步机的暂态性能，而且对其中的参数进行调节也十分方便。
进一步的，请参见图6，当所述阻尼电容一定时，随着所述阻尼电阻的增加，虚拟同步机系统中信号的极点逐渐向实轴靠近；请参见图7，当所述阻尼电阻一定时，随着所述阻尼电容的增加，虚拟同步机系统中信号的极点逐渐向左边的虚轴靠近。由此可见通过调节所述阻尼电阻和所述阻尼电容能够改变虚拟同步机系统的极点位置，进而抑制所述虚拟同步机的有功功率振荡，改善所述虚拟同步机的暂态性能。
更进一步的，请参见图8，在一定范围内，随着所述阻尼电容的增大和所述阻尼电阻的减少，所述有功功率的振荡程度不断减小，虚拟同步机的有功功率振荡从60%降至10%，说明本发明能够通过简单调节所述阻尼电阻和所述阻尼电容对虚拟同步机暂态振荡进行有效的抑制，而且效果十分显著。
需要说明的是，在一些情况下，在说明书中记载的动作可以按照不同的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果，在本实施例当中，所给出的步骤顺序仅仅是为了使实施例看起来更加清晰明了，方便说明，而非对其限制。
综上所述，本发明通过在虚拟同步机中加入等效RC阻容阻尼支路实现对虚拟同步机暂态下的输出有功功率振荡的抑制，由于本发明是通过建立虚拟同步机的等效RLC谐振电路，通过分析对等效RLC谐振电路谐振的抑制方法来得到虚拟同步机暂态振荡抑制方法的，因此本发明相较于现有的虚拟同步机暂态振荡抑制方法更加简单直观，相应的控制器参数设计十分简单，便于调节，利于实施和推广。而且本发明可以在不改变虚拟同步机的稳态功率输出特性的情况下将虚拟同步机的功率振荡从60%降至10%，对虚拟同步机暂态振荡的抑制效果十分显著。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。
Claims (4)
1.基于等效阻容阻尼电路的虚拟同步机动态性能改进方法，其特征在于，包括如下步骤：
获取虚拟同步机的控制方程，以及所述虚拟同步机的线路阻抗为感性时所述虚拟同步机输出的有功功率；
使用所述控制方程和所述有功功率得到所述虚拟同步机的小信号输出频率和小信号输出功率；
利用所述小信号输出频率和所述小信号输出功率得到所述虚拟同步机的小信号模型框图；
根据所述小信号模型框图建立所述虚拟同步机的等效RLC谐振电路；
在所述等效RLC谐振电路中添加一个阻尼电阻和一个阻尼电容，所述阻尼电阻与所述阻尼电容串联之后与所述等效RLC谐振电路中的等效电阻并联；
设计等效RC阻容阻尼支路中阻尼电容与阻尼电阻的参数值，使所述等效RC阻容阻尼支路能够对所述等效RLC谐振电路的谐振进行抑制，所述阻尼电阻与所述阻尼电容的参数值分别满足如下关系：
，
，
其中，为所述阻尼电阻的参数值，/>为目标阻尼系数，C为所述RLC电路模型中的等效电容，L为所述RLC电路模型中的等效电感，R为RLC电路模型中的等效电阻，/>为所述阻尼电容的参数值，J为虚拟转动惯量，/>为所述虚拟同步机的额定角频率，/>为所述虚拟同步机的下垂系数；
根据所述参数值，将所述等效RC阻容阻尼支路与所述小信号模型框图的控制器并联，从而抑制所述虚拟同步机在暂态下的有功功率振荡。
2.根据权利要求1所述的基于等效阻容阻尼电路的虚拟同步机动态性能改进方法，其特征在于，所述使用所述控制方程和所述有功功率得到所述虚拟同步机的小信号输出频率和小信号输出功率包括如下步骤：
对所述控制方程进行小信号线性化处理得到所述小信号输出频率；
对所述有功功率进行小信号线性化处理得到所述小信号输出功率。
3.根据权利要求2所述的基于等效阻容阻尼电路的虚拟同步机动态性能改进方法，其特征在于，所述小信号输出频率和所述小信号输出功率分别满足如下关系：
，
，
其中，为所述小信号输出频率，/>为所述小信号模型框图的输入端功率指令信号，s为拉氏变换算子，/>为所述小信号输出功率，J为虚拟转动惯量，/>为所述虚拟同步机的额定角频率，/>为所述虚拟同步机的下垂系数，E为所述虚拟同步机的输出电压，V为所述虚拟同步机在并网点的母线电压，X为传输线的阻抗值，/>为所述小信号模型框图中并网点输入信号的角频率，/>为同步功率系数。
4.根据权利要求3所述的基于等效阻容阻尼电路的虚拟同步机动态性能改进方法，其特征在于，所述根据所述小信号模型框图建立所述虚拟同步机的所述等效RLC谐振电路包括如下步骤：
构建与所述小信号模型框图在复频域具有相同结构的等效方框图模型；
根据所述等效方框图模型构建RLC电路模型；利用所述小信号模型框图中的参数对所述RLC电路模型中的参数进行等效置换，进而得到所述等效RLC谐振电路。
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| 基于带通阻尼功率反馈的虚拟同步发电机控制策略;李明烜等;《电工技术学报》;第33卷(第10期);第2176-2185页 * |
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