[发明专利]一种虚拟同步发电机阻尼系数定量识别方法、系统及装置

权利要求书

1.一种虚拟同步发电机的阻尼系数定量识别方法，其特征在于：

获取频率变化前后的虚拟同步电机电压和电流；

根据频率变化前后的虚拟同步电机电压和电流，基于预先建立的阻尼系数定量识别的表达式，计算虚拟同步发电机的阻尼系数；

所述阻尼系数定量识别表达式的建立过程，包括：

确定虚拟同步电机的转子运动方程，同时用微电源逆变器模拟虚拟同步发电机一次调频特性；

根据虚拟同步电机的转子运动方程和虚拟同步发电机一次调频特性构建虚拟同步发电机的虚拟惯量控制器表达式；

当频率变化为设定阈值时简化虚拟惯量控制器表达式，得到阻尼系数定量识别的表达式；

所述根据虚拟同步电机的转子运动方程和虚拟同步发电机一次调频特性构建虚拟同步发电机的虚拟惯量控制器表达式如下：

其中，P_e为电磁有功功率，ω为实际角速度，ω_N为额定角速度，J为转动惯量，D为阻尼系数；P₀为虚拟同步发电机实际输出有功功率；D_p为有功-频率下垂系数；

所述当频率变化为设定阈值时简化虚拟惯量控制器表达式，得到阻尼系数定量识别的表达式如下：

其中，ω为实际角速度；ω₁为频率变化后的设定角速度阈值；P₁为ω＝ω₁时对应的虚拟同步电机输出的有功功率；ω_N为额定角速度，D为阻尼系数；P₀为虚拟同步发电机实际输出有功功率；D_p为有功-频率下垂系数。

2.如权利要求1所述的阻尼系数定量识别方法，其特征在于：所述确定虚拟同步电机的转子运动方程用下式表示：

其中，P_m为机械有功功率，P_e为电磁有功功率，ω为实际角速度，ω_N为额定角速度，J为转动惯量，D为阻尼系数。

3.如权利要求1所述的阻尼系数定量识别方法，其特征在于：所述用微电源逆变器模拟虚拟同步发电机一次调频特性用下式表示：

其中，P_m为机械有功功率；P₀为虚拟同步发电机实际输出有功功率；D_p为有功-频率下垂系数。

4.如权利要求1所述的阻尼系数定量识别方法，其特征在于：所述根据频率变化前后的虚拟同步电机电压和电流，基于预先建立的阻尼系数定量识别的表达式，计算虚拟同步发电机的阻尼系数，包括：

当虚拟同步发电机在额定频率下正常运行时，获得虚拟同步电机在频率变化前的电压和电流；

将频率由额定频率调整为设定阈值，并在频率达到设定阈值时维持运行，此时获得虚拟同步电机在频率变化后的电压和电流；

根据所述频率变化前后的虚拟同步电机电压和电流计算输出的有功功率P₀和P₁；

根据有功功率P₀和P₁和阻尼系数定量识别的表达式计算虚拟同步发电机的阻尼系数。

5.如权利要求4所述的阻尼系数定量识别方法，其特征在于：所述P₁为频率变化后的实际输出有功功率，按下式计算：

P1＝1.732*U₁*I₁*cosδ

其中，U₁为频率变化后的虚拟同步电机电压；I₁为频率变化后的虚拟同步电机电流；δ为阻抗角；

P₀为频率变化前的实际输出有功功率，按下式计算：

P₀＝1.732*U₀*I₀*cosδ

其中，U₀为频率变化后的虚拟同步电机电压；I₀为频率变化后的虚拟同步电机电流。