[发明专利]基于预测公共点电压的并网逆变器虚拟惯性功率解耦控制方法

权利要求书

1.一种基于预测公共点电压的并网逆变器虚拟惯性功率解耦控制方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

步骤一：对并网逆变器进行虚拟惯性控制，获得虚拟励磁电动势幅值E和同步发电机的转子运动电角度θ；

步骤二：使并网逆变器输出的无功功率等于无功功率参考值，预测出公共点电压u_{pcc_calculate}；

步骤三：对虚拟励磁电动势幅值E进行更新：将步骤一获得的虚拟励磁电动势幅值E和步骤二的公共点电压u_{pcc_calculate}的有效值进行叠加，得到更新后的虚拟励磁电动势幅值E；

步骤四：根据步骤一获得的同步发电机的转子运动电角度θ和步骤三得到的更新后的虚拟励磁电动势幅值E，求出三相调制波，将三相调制波转换为并网逆变器中三相逆变桥的IGBT驱动信号，实现虚拟惯性控制。

2.根据权利要求1所述的基于预测公共点电压的并网逆变器虚拟惯性功率解耦控制方法，其特征在于，所述步骤一包括：

步骤一一：根据同步发电机的有功功率和频率的关系，对并网逆变器进行虚拟调频，获得同步发电机的虚拟机械功率P_m；

步骤一二：根据步骤一一获得的虚拟机械功率P_m和同步发电机的转子运动方程，实现并网逆变器的虚拟惯性控制，获得电角度θ，所述转子运动方程中含有微电网的转动惯量和阻尼系数；

步骤一三：模拟同步发电机的励磁调节器，根据同步发电机的无功功率和电压调节关系，对并网逆变器进行虚拟调压，获得虚拟励磁电动势幅值E。

3.根据权利要求2所述的基于预测公共点电压的并网逆变器虚拟惯性功率解耦控制方法，其特征在于，所述步骤一一中，同步发电机的虚拟机械功率P_m为：

P_m＝P_ref-k_f(f-f₀)；

其中，P_ref为并网逆变器输出有功功率的给定值；k_f为频率调节系数；f为机端电压频率；f₀为电网额定频率。

4.根据权利要求2所述的基于预测公共点电压的并网逆变器虚拟惯性功率解耦控制方法，其特征在于，所述步骤一二中，同步发电机的转子运动方程为：

其中J为微电网的转动惯量；T_m为机械转矩；T_e为电磁转矩；D为阻尼系数；ω为实际电角速度；ω₀为额定电角速度；θ为电角度；P_e为电磁功率。

5.根据权利要求2所述的基于预测公共点电压的并网逆变器虚拟惯性功率解耦控制方法，其特征在于，所述步骤一三中，虚拟励磁电动势幅值E为：

其中，Q_ref为无功功率给定值；E₀为电压基准值；k_i为电压调整系数；k_q为无功功率和电压幅值的影响系数；U_ref为电压参考值；U_o为机端电压；Q_e为输出无功功率。

6.根据权利要求5所述的基于预测公共点电压的并网逆变器虚拟惯性功率解耦控制方法，其特征在于，所述步骤二中，公共点电压u_{pcc_calculate}：

其中R_g为线路电阻；L_g为线路电感；u_o为并网逆变器经过滤波器后的电压的瞬时值；i_o为并网逆变器经过滤波器后的电流的瞬时值。

7.根据权利要求6所述的基于预测公共点电压的并网逆变器虚拟惯性功率解耦控制方法，其特征在于，所述更新后的虚拟励磁电动势幅值E：