[发明专利]基于虚拟同步发电机的微网系统逆变器二次频率控制方法

权利要求书

1.一种基于虚拟同步发电机的微网系统逆变器二次频率控制方法，其特征在于，根据虚拟同步发电机频率的动态响应特性，采用比例积分对频率偏差量进行自适应控制，负载扰动时减缓频率偏移速率，待频率变化率过零反向后加快频率恢复，实现微网系统频率的无静差跟踪；

所述虚拟同步发电机满足一次调频特性的有功频率下垂调速方程具体为：

P_m＝P_ref-k_ω(ω-ω₀)

其中，P_ref为有功给定值，k_ω为频率调差系数，P_m为发电机的机械功率，ω和ω₀分别为发电机的额定转子角速度和实际转子角速度；

所述有功频率下垂调速方程加入比例积分之后的具体表达式为：

其中，k_p和k_i分别为比例系数和积分系数，s为拉普拉斯算子；

对所述虚拟同步发电机建立系统小信号等效模型，其中微网逆变器的有功无功传输特性简化表示为：

其中，P_e和Q_e分别为逆变器输出有功和无功功率，X为等效线路电抗，U_g为母线电压幅值，δ和U分别为参考电压相角和幅值；

所述小信号等效模型下，加入比例积分的虚拟同步发电机输出频率-有功传递函数具体为：

其中，G_P-ω(s)为VSG频率-有功传递函数，D为阻尼系数，k_ω为调差系数，J为转子转动惯量；

所述输出频率-有功传递函数为典型二阶系统，其无阻尼自然振荡角频率和阻尼比分别为：

其中，ω_n为无阻尼自然振荡角频率，ζ为无阻尼自然振荡阻尼比；

所述比例系数k_p具体为：

k_p＝k_p0+k_f|ω₀-ω|sgn(x)

其中，k_p0为系统频率不出现振荡的比例系数初始值，k_f为频率跟踪系数；sgn(x)为符号函数；

所述符号函数sgn(x)中x取值由下式表示：

x＝(dω/dt)(ω-ω₀)

其中，(dω/dt)为角速度的变化率。