[发明专利]一种基于功率传输原则的混合微网虚拟同步机控制方法

说明书

本发明公开了一种基于功率传输原则的混合微网虚拟同步机控制方法，包括：建立交直流混合微网AC/DC换流器交流侧功率传输方程；得到VSG转子运动方程和无功调节表达式；得到混合微电网有功变化量方程；将交流子网有功出力调节量、直流子网有功出力调节量分别展开为稳态分量及瞬时分量；得到基于功率传输原则的混合微网VSG控制方程；将基于功率传输原则的混合微网VSG控制方程引入交直流混合微网AC/DC换流器控制系统中，实现交、直流子网根据自身容量均衡承担负荷，提高AC/DC换流器功率传输性能。本发明在交直流混合微网AC/DC接口变换器控制系统中采用VSG控制，保证AC/DC接口变换器不管工作于整流模式还是逆变模式，功率都可以稳定传输。

技术领域

本发明涉及一种基于功率传输原则的混合微网虚拟同步机控制方法，该方法根据交、直流微网功率传输原则，实现混合微网AC/DC换流器虚拟同步机控制的方法。

背景技术

交直流混合微电网由交流子网、直流子网以及AC/DC接口变换器组成，交直流混合微网是未来微网发展的高级形式，综合了交流微电网和直流子网两者的优点，增强了多种不同类型微电源和各类形式的负荷接入微电网系统的灵活性，AC/DC接口变换器作为交流子网、直流子网功率传输介质，不仅需要维持子网之间功率动态平衡，还需要保证整个微电网稳定运行。如何通过控制策略实现AC/DC接口变换器功率稳定传输，是保障交直流混合微电网协调运行的关键。

交直流混合微电网中AC/DC接口变换器通常采用下垂控制，常规下垂控制不具备惯性和阻尼环节，无法维持分布式电源高渗透率混合微电网换流器控制系统稳定。基于此，一种通过模仿传统同步发电机使AC/DC接口变换器具备惯性的控制策略，即虚拟同步机(Virtual Synchronous Generation,VSG)控制策略，受到了业内的广泛关注。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于功率传输原则的混合微网虚拟同步机控制方法，具体在混合微网AC/DC接口变换器控制系统中采用VSG控制，进一步的为了实现交流子网和直流子网的功率实时交换，根据交、直流微网功率传输建立新型AC/DC换流器虚拟同步机控制系统。

本发明采取如下技术方案来实现的：

一种基于功率传输原则的混合微网虚拟同步机控制方法，包括以下步骤：

1)建立交直流混合微网AC/DC换流器交流侧功率传输方程；

2)将步骤1)交直流混合微网AC/DC换流器交流侧功率传输方程，在AC/DC换流器控制系统中模拟同步发电机特性，实现换流器虚拟同步机VSG控制，得到VSG转子运动方程和无功调节表达式；

3)以混合微电网中功率从交流侧向直流侧传输为正方向，不考虑AC/DC换流器自身开关损耗，根据交流子网有功出力调节量、直流子网有功出力调节量与AC/DC换流器功率调节量相等，得到混合微电网有功变化量方程；

4)将步骤3)交流子网有功出力调节量、直流子网有功出力调节量分别展开为稳态分量及瞬时分量；

5)将步骤3)混合微电网有功变化量方程和步骤4)交流子网有功出力调节量、直流子网有功出力调节量展方程引入步骤2)VSG转子运动方程，得到基于功率传输原则的混合微网VSG控制方程；

6)将步骤5)得到的基于功率传输原则的混合微网VSG控制方程引入交直流混合微网AC/DC换流器控制系统中，实现交、直流子网根据自身容量均衡承担负荷，提高AC/DC换流器功率传输性能。

本发明进一步的改进在于，步骤1)的具体实现方法为：建立交直流混合微网AC/DC换流器交流侧功率传输方程：