CN110571849B - 一种虚拟同步机响应功率指令的快速控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种虚拟同步机响应功率指令的快速控制方法，所述方法包括如下步骤：接收功率指令并发送至控制模块；通过所述控制模块计算出参考电压相角；将参考电压相角送入电压电流双环控制环节；电压电流双环控制环节通过反馈控制将逆变器端口电压相角控制为与所述参考电压相角相同；使虚拟同步机在参与电网调度时，快速响应功率指令的变化，充分发挥逆变型电源功率快速调节的能力。
Description
技术领域
本发明涉及一种虚拟同步机响应功率指令的快速控制方法，属于逆变器控制技术领域。
背景技术
虚拟同步机技术通过模拟同步发电机的机电暂态特性，使逆变器具有与同步发电机相似的惯量、阻尼等运行外特性。不仅可根据电网频率和电压变化实时调整发电或负荷功率，满足一次调频和一次调压的需求，还能以电压源的形式提供组网电压，提高***稳定性。
但是，由于虚拟同步机引入了惯量环节，使得其在响应调度功率指令时调节缓慢，丧失了逆变型电源功率可快速调节的优势。
发明内容
本发明的目的在于提供一种虚拟同步机响应功率指令的快速控制方法，以解决现有技术中导致的上述响应调度功率指令时调节缓慢，丧失了逆变型电源功率可快速调节优势的缺陷。
一种虚拟同步机响应功率指令的快速控制方法，所述方法包括如下步骤：
接收功率指令并发送至控制模块；
通过所述控制模块计算出参考电压相角；
将参考电压相角送入电压电流双环控制环节；
电压电流双环控制环节通过反馈控制将逆变器端口电压相角控制为与所述参考电压相角相同。
优选地，所述控制模块包括虚拟同步机控制模块和功率指令前馈控制模块；
所述虚拟同步机控制模块通过运算输出参考电压幅值和参考电压相角一；
所述功率指令前馈控制模块通过运算输出参考电压相角二。
优选地，送入所述电压电流双环控制环节中的参考电压相角为参考电压相角一和参考电压相角二的总和。
优选地，所述参考电压相角一始终连续变化，且不能突变，所述参考电压相角二可突变。
优选地，计算参考电压相角一的变化速率：w＝w0+Kp(Pref-Pact)；其中，w0为电网额定角频率；Kp为控制参数；Pref为功率指令；Pact为实际功率；
计算参考电压相角一的变化量：Δθ1＝wΔt；其中，Δt为控制周期；
将Δθ1叠加到当前的参考电压相角一上。
优选地，，所述参考电压相角二计算方法为：
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：使虚拟同步机在参与电网调度时，快速响应功率指令的变化，充分发挥逆变型电源功率快速调节的能力。
附图说明
图1是本发明的一个实例流程图。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
如图1所示，公开了一种虚拟同步机响应功率指令的快速控制方法：所述方法包括如下步骤：
(a)接收功率指令并将其分别发送至虚拟同步机控制模块和功率指令前馈控制模块；
(b)通过所述控制模块计算出参考电压相角；
(c)功率指令前馈控制模块通过运算输出参考电压相角二，参考电压相角二可以突变；
(d)将所述参考电压相角一与所述参考电压相角二相加作为最终的参考电压相角，与参考电压幅值一起进入后续的电压电流双环控制环节；
(e)电压电流双环控制环节通过反馈控制将逆变器端口电压相角控制为与所述参考电压相角相同
在所述步骤(c)中，电压相角一的运算方法为：计算参考电压相角一的变化速率：w＝w0+Kp(Pref-Pact)；其中，w0为电网额定角频率；Kp为控制参数；Pref为功率指令；Pact为实际功率；
计算参考电压相角一的变化量：Δθ1＝wΔt；其中，Δt为控制周期；
将Δθ1叠加到当前的参考电压相角一上。
参考电压相角二的运算方法为：
其中，θ2为参考电压相角二；Pref为功率指令；Pn为虚拟同步机的额定功率；Kc为虚拟同步机接入电网处的短路比；将所述参考电压相角θ1与所述参考电压相角θ2相加作为最终的参考电压相角θref，与所述参考电压幅值Vref一起进入后续的电压电流双环控制环节；
接收功率指令Pref并将其分别发送至虚拟同步机控制模块和功率指令前馈控制模块；
在本实施例中，功率指令Pref由电网调度或人工输入。
虚拟同步机控制模块通过运算输出参考电压幅值Vref和参考电压相角θ1；
功率指令前馈控制模块通过运算输出参考电压相角θ2；
实施本发明的虚拟同步机响应功率指令的快速控制方法，使虚拟同步机在参与电网调度时，快速响应功率指令的变化，充分发挥逆变型电源功率快速调节的能力。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (3)
1.一种虚拟同步机响应功率指令的快速控制方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
接收功率指令并发送至控制模块；
通过所述控制模块计算出参考电压相角；
将参考电压相角送入电压电流双环控制环节；
电压电流双环控制环节通过反馈控制将逆变器端口电压相角控制为与所述参考电压相角相同；
所述控制模块包括虚拟同步机控制模块和功率指令前馈控制模块；
所述虚拟同步机控制模块通过运算输出参考电压相角一；
所述功率指令前馈控制模块通过运算输出参考电压相角二；
所述参考电压相角二计算方法为：
送入所述电压电流双环控制环节中的参考电压相角为参考电压相角一和参考电压相角二的总和。
2.根据权利要求1所述的虚拟同步机响应功率指令的快速控制方法，其特征在于，所述参考电压相角一始终连续变化，且不能突变，所述参考电压相角二可突变。
3.根据权利要求1所述的虚拟同步机响应功率指令的快速控制方法，其特征在于，所述参考电压相角一计算方法为：
计算参考电压相角一的变化速率：w= w 0+K p (P ref-P act)；其中，w 0为电网额定角频率；K p为控制参数；P ref为功率指令；P act为实际功率；
计算参考电压相角一的变化量：Δθ 1= wΔt；其中，Δt为控制周期；
将Δθ 1叠加到当前的参考电压相角一上。
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