[发明专利]基于虚拟同步机的不平衡电压补偿控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种不平衡电压补偿控制方法，尤其是一种基于虚拟同步机的不平衡电压补偿控制方法。

背景技术

近年来，虚拟同步发电机技术作为微网逆变器的一种新型的发电模式，受到了学者的大量关注。采用虚拟同步发电机技术的微网逆变器叫做虚拟同步发电机。虚拟同步发电机(Virtual Synchronous Generator，VSG)需要运行在两种模式下，并网和孤岛并联运行。

微网中存在大量的不平衡负荷，这些不平衡负荷会严重影响VSG的输出电压供电质量，引起输出电压不平衡，从而导致用电设备过电压等问题。为了达到良好的输出电压供电质量，要求将输出电压的不平衡度控制在一定的范围之内，同时保持多机并联良好的功率均分性能。

为此，人们做出了各种努力，如题为“A grid-interfacing power quality compensator for three-phase three-wire microgrid applications”，Li Y W，Vilathgamuwa D M，Loh P C，《IEEE Transactions on Power Electronics》,2006，21(4)，1021-1031(“应用于三相三线微网的并网功率质量补偿器”，《IEEE学报-电力电子期刊》，2006年第21卷第4期1021～1031页)的文章；该文给出了一种控制电压不平衡度的解决方案，是在供电端增加电能质量补偿装置APF(Active Power Filter)或者UPQC，这种控制方案增加了额外的装置，成本较高。

题为“Autonomous voltage unbalance compensation in an Islanded Droop-controlled microgrid”，Savaghebi M，Jalilian A，Vasquez J C，et al，《IEEE Transactions on Industrial Electronics》，2013，60(4)，1390-1402(“应用于下垂控制微网孤岛模式的不平衡电压自动补偿器”，《IEEE学报-工业电子期刊》，2013年第60卷第4期1390～1402页)的文章；该文提出了一种谐振电压控制器来补偿不平衡电压，但是由于没有考虑虚拟阻抗上的不平衡电压降落等影响，补偿效果较差。

题为“Voltage unbalance and harmonics compensation for islanded microgrid inverters”，Liu Q，Tao Y，Liu X，et al，《Power Electronics IET》，2014，7(5)，1055-1063(“孤岛微网逆变器的电压不平衡和谐波补偿控制”，《IET工程技术学会-电力电子期刊》，2014年第7卷第5期1055～1063页)的文章；该文提出了采用多谐振控制器来抑制电压不平衡，但其控制带宽较窄，当微网系统频率变化时补偿效果较差。

题为“A method of three-phase balancing in microgrid by photovoltaic generation system”，Hojo M，Iwase Y，Funabashi T，et al，《Power Electronics and Motion Control Conference2008.EPE-PEMC》，2008，13th.IEEE，2008，2487-2491(“光伏发电微网系统中的三相平衡控制策略”，《第十三届电力电子与运动控制国际会议》，2008年第13期2487～2491页)的文章；该文提出了采用注入负序电流的方法来补偿不平衡电压，然而在严酷的条件下负序电流的注入会使得微网逆变器过流导致关机。

综上所述，现有技术均未能解决在微网逆变器并联运行系统中，带不平衡负载时，既能保证输出电压良好的平衡度又能保证孤岛运行时的逆变器并联均流问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题为克服上述各种技术方案的局限性，针对虚拟同步发电机离网并联运行时，带不平衡负载的输出电压不平衡问题，提供一种既能补偿不平衡电压，又能保持多机并联良好的均流度的基于虚拟同步机的不平衡电压补偿控制方法。

为解决本发明的技术问题，所采用的技术方案为：基于虚拟同步机的不平衡电压补偿控制方法包括微网逆变器输出电容电压的采集，特别是主要步骤如下：