[发明专利]一种虚拟同步机的电流限幅方法

权利要求书

1.一种虚拟同步机的电流限幅方法，其特征在于：所述的虚拟同步机的电流限幅方法通过增加两个PI调节器和两个限幅环节实现虚拟同步机的电流限幅，具体如下：

(1)通过锁频环获取变流器输出电压的角度θ_g和幅值v_g；

(2)对电流采样并使用变流器输出电压的角度θ_g进行旋转变换，得到有功电流i_d、无功电流i_q；

(3)设定总电流限幅值i_limit，根据有功和无功电流优先级别求取有功电流限幅值i_{d_limit}和无功电流限幅值i_{q_limit}；

有功电流优先时：

i_{d_limit}＝i_limit

无功电流优先时：

i_{q_limit}＝i_limit

(4)以电流限幅值做死区区间，对有功电流和无功电流处理，得到有功电流限幅PI调节器和无功电流限幅PI调节器的偏差输入i_{d_err}、i_{q_err}；

(5)将虚拟同步机角度θ与有功电流限幅PI调节器输出θ_c做差，得到角度参考值θ_ref；

(6)将虚拟同步机内电势e_s与无功电流限幅PI调节器输出e_c做差，得到调制电压参考值e_{s_ref}；

(7)由变流器滤波电感值L、虚拟同步机角频率ω计算d轴电压偏差限幅值v_{Ld_limit}和q轴电压偏差限幅值v_{Lq_limit}；

v_{L_d_limit}＝ωLi_{q_limit}

v_{L_q_limit}＝ωLi_{d_limit}

(8)计算功角限幅值δ_limit；

(9)以虚拟同步机调制角度θ_out和变流器输出电压的角度θ_g做差，得到当前功角δ：

δ＝θ_out-θ_g

(10)由下式求得虚拟同步机调制电压参考值e_{s_ref}的最大限幅值e_{s_max}和最小限幅值e_{s_min}：

(11)最后使用θ_g-δ_limit和θ_g+δ_limit对虚拟同步机角度参考值θ_ref进行限幅，使用最小限幅值e_{s_min}和最大限幅值e_{s_max}对调制电压参考值e_{s_ref}限幅，得到最终虚拟同步机的调制角度θ_out和调制电压幅值e_{s_out}：

2.根据权利要求1所述的虚拟同步机的电流限幅方法，其特征在于：为了使限幅调节器切入切出时过度平滑，在有功电流限幅PI调节器偏差输入变为0，即在退出受限状态时，将虚拟同步机角度θ重新初始化为最终虚拟同步机调制角度θ_out，并将调节器输出θ_c清0；在无功电流限幅PI调节器偏差输入变为0，即在退出受限状态时，将虚拟同步机内电势e_s重新初始化为虚拟同步机调制电压幅值e_{s_out}，并将无功电流限幅PI调节器输出e_c清0。