[发明专利]一种用于对虚拟同步机进行PQ解耦的仿真控制方法及系统

说明书

本发明公开了一种用于对虚拟同步机进行PQ解耦的仿真控制方法，其特征在于，所述方法在逆变器的输出线路上引入虚拟阻抗从而重塑逆变器的输出阻抗，实现有功无功的解耦，具体包括：由虚拟同步机控制三相正弦波发生器确定参考电压，并计算虚拟阻抗上的压降；计算所述参考电压和虚拟阻抗上的压降的差值，并通过双环控制电路控制LC滤波器的出口电压跟踪所述差值，在所述虚拟同步机中加入虚拟阻抗；引入虚拟阻抗后线路上的输出阻抗为纯感性，通过引入所述虚拟阻抗对逆变器的输出阻抗进行重塑实现有功无功的解耦。本发明通过虚拟阻抗重塑逆变器的输出阻抗，改进控制，解决了有功无功之间的耦合问题。

技术领域

本发明涉及电力控制技术领域，并且更具体地，涉及一种用于对虚拟 同步机进行PQ解耦的仿真控制方法及系统。

背景技术

在电力系统中，功率传输如图1所示。其中，z＝jx，同时一般情况下， 功角差很小，即θ≈0,cosθ≈1，此时有功无功的表达式如下：

由上述公式可知，调节电压相角可实现有功的控制，调节电压差可实 现无功的控制。但微网电压等级一般较低，而且线路的阻抗一般不是纯感 性，即z＝r+jx。

此时有功无功的数学表达式如下：

由上述公式可知，DG输出的有功无功之间存在耦合问题。虚拟阻抗可 以重塑逆变器的输出阻抗，改进控制，解决有功无功之间的耦合问题。但 具体如何引入虚拟阻抗，且不影响虚拟功率，是有待解决的问题。

发明内容

本发明提供了一种用于对虚拟同步机进行PQ解耦的仿真控制方法及 系统，以解决如何实现对虚拟同步机进行PQ解耦的仿真控制的问题。

为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，提供一种用于对虚拟同 步机进行PQ解耦的仿真控制方法，其特征在于，所述方法在逆变器的输出 线路上引入虚拟阻抗从而重塑逆变器的输出阻抗，实现有功无功的解耦， 具体包括：

由虚拟同步机控制三相正弦波发生器确定参考电压，并计算虚拟阻抗 上的压降；

计算所述参考电压和虚拟阻抗上的压降的差值，并通过双环控制电路 控制LC滤波器的出口电压跟踪所述差值，在所述虚拟同步机中加入虚拟阻 抗；

引入虚拟阻抗后线路上的输出阻抗为纯感性，通过引入所述虚拟阻抗 对逆变器的输出阻抗进行重塑实现有功无功的解耦。

优选地，其中所述虚拟阻抗为虚拟电感或者虚拟负电阻。

优选地，其中当引入的虚拟阻抗为虚拟电感时，通过电压差对逆变器 的实际出口的无功功率进行控制。

优选地，其中当引入的虚拟阻抗为虚拟负电阻时，通过电压差对逆变 器的实际出口的有功功率进行控制。

优选地，其中引入的虚拟阻抗为虚拟电感时，电感阻抗远大于电阻阻 抗。

优选地，其中引入的虚拟阻抗为虚拟负电阻时，负电阻阻抗数值与线 路上的电阻负载数值相等。

优选地，其中所述双环控制电路，包括外环电压控制和内环电流控制， 在外环电压控制和内环电流控制的电压跟踪器中，在dq坐标系下实现虚拟 阻抗的引入。

根据本发明的另一个方面，提供了一种用于对虚拟同步机进行PQ解耦 的仿真控制系统，其特征在于，所述系统在逆变器的输出线路上引入虚拟 阻抗从而重塑逆变器的输出阻抗，实现有功无功的解耦，具体包括：

压降计算单元，用于由虚拟同步机控制三相正弦波发生器确定参考电 压，并计算虚拟阻抗上的压降；