[发明专利]一种基于电力电子变压器的虚拟同步机控制系统及方法

权利要求书

1.一种基于电力电子变压器的虚拟同步机控制系统，其特征在于，包括MMC换流器、高频隔离变换器和电池组，所述MMC换流器包括三相桥臂，每相桥臂包括n个级联的MMC子模块，所述MMC换流器的交流侧用于连接电网，所述MMC换流器的直流侧与所述高频隔离变换器连接，所述高频隔离变换器与所述电池组连接，用于实现一次调频、惯性阻尼和无功调压；

当采用无功调压控制方法时，将电压指令值与电压反馈值作差，与电压调节系数相乘得到无功功率偏差反馈指令值，将无功功率偏差反馈指令值与无功功率设定值相加得到无功功率指令值，将无功功率指令值与无功功率反馈值作差输出无功功率进行调节，将无功功率乘以积分系数，再除以微分算子，得到电动势指令值，再与虚拟同步机空载电动势相加，得到虚拟同步机输出激磁电动势，实现输出无功功率的调节；

所述高频隔离变换器包括DC/DC子模块，各DC/DC子模块的高压侧依次串联，各DC/DC子模块的低压侧“+”母线连接到一起，“-”母线连接到一起，以形成低压直流母线；

所述MMC换流器的交流侧连接AC35KV或AV10KV电网，所述高频隔离变换器的低压侧连接所述电池组，所述电池组为DC1000V以下的电池组。

2.根据权利要求1所述的基于电力电子变压器的虚拟同步机控制系统，其特征在于，所述电池组包括钛酸锂电池、磷酸锂电池或三元电池。

3.一种专用于权利要求1所述控制系统的基于电力电子变压器的虚拟同步机控制方法，其特征在于，当采用无功调压控制方法时，将电压指令值与电压反馈值作差，与电压调节系数相乘得到无功功率偏差反馈指令值，将无功功率偏差反馈指令值与无功功率设定值相加得到无功功率指令值，将无功功率指令值与无功功率反馈值作差输出无功功率进行调节，将无功功率乘以积分系数，再除以微分算子，得到电动势指令值，再与虚拟同步机空载电动势相加，得到虚拟同步机输出激磁电动势，实现输出无功功率的调节。

4.根据权利要求3所述的基于电力电子变压器的虚拟同步机控制方法，其特征在于，所述无功功率反馈值为逆变器机端输出的瞬时无功功率值，表示为：

其中，Q_e为逆变器机端输出的瞬时无功功率值，u_a、u_b、u_c分别为对应的三相电网电压，i_a、i_b、i_c分别为对应的三相电流。