[发明专利]虚拟同步发电机的离并网平滑切换方法

权利要求书

1.一种虚拟同步发电机的离并网平滑切换方法，其特征在于，所述平滑切换方法，具备并/离网和离/并网平滑切换；所述离/并网平滑切换，通过恒幅值park变换，将电网电压U_g和虚拟同步发电机的输出电压U_p转换到dq坐标系下，变换方式如下：

所述离/并网平滑切换，令dq坐标系的d轴定位在电网电压U_g的反方向上，通过控制U_p的q轴分量U_{p_q}为0且d轴分量为设定值-U_set来实现U_p对U_g的同步追踪；

将U_p的q轴分量U_{p_q}与期望值0的偏差作为PID控制器的输入，PID控制器的输出为调整角速度△ω，将调整角速度△ω反馈回VSG机械等效部分的频率控制环节，从而使得虚拟同步发电机的输出电压逐渐与电网电压，角速度和相位一致并锁定；

所述离/并网平滑切换，由于并网情况下的电压由电网电压决定，且设置系统下垂系数时必须满足，离网运行时满功率切换，电压变化范围不超过10％，U_p对U_g偏差比较小，所以U_p的d轴分量U_{p_d}不反馈到调压环节去调整电压大小；

所述并/离网平滑切换，具备离并网判断环节，通过本周期的电压U_p与上一周期的电压U_p变化判断虚拟同步发电机是否已经处于离网运行状态，判断准则选择三个条件，幅值、相位和频率，如果相位、幅值和频率偏差有2个或2个以上超过10％，视为离网，如果判断一次满足条件，为防止误判，判断第二次，如果同样满足条件，则切换至离网运行，否则依旧并网运行；

所述并/离网平滑切换，当判断系统已经由并网运行切换为离网运行时，令反馈回VSG机械等效部分的频率控制环节的调整角速度△ω为零，并将虚拟同步发电机的输出电压由电网电压变为参考指令电压；

所述并/离网平滑切换，具备误判检测环节，在进行离并网判断后，如果离并网判别结果为并网，程序保持并网运行状态；如果离并网判别结果为离网，系统由并网切换到离网运行时，系统启动误判检测；如果确定系统已经离网，则无需继续误判检测，所以本方案误判检测持续时间为1s，判断准则是实时检测U_p和U_g幅值、频率和相位偏差；如果相位、幅值和频率偏差有2个或2个以上超过10％，则为离网状态，系统保持离网运行；如果三者偏差一直小于5％，则为并网状态，重新切换为并网运行状态。

2.如权利要求1所述的虚拟同步发电机的离并网平滑切换方法，其特征在于，所述平滑切换方法适用于包含同步发电机机械等效部分、有功频率调节和无功电压调节部分的虚拟同步发电机方案，包括VSG的电流型、VISMA方案以及电压型Synchronverter方案。