[发明专利]一种基于虚拟同步发电机的可逆变流岸电控制方法

摘要

本发明公开了一种基于虚拟同步发电机的可逆变流岸电控制方法，采用虚拟同步发电机控制策略，引入发电机的二阶机电暂态模型，通过合理利用模型中转动惯量J，使得逆变器具有与柴油发电机相似的电气和机械特性；构建实现系统下垂特性的功频控制器模块和励磁控制器控制策略对虚拟同步发电机进行控制；计算得到虚拟同步发电机的端电压作为合成调制波给入逆变器的空间矢量脉冲调制算法，经过调制输出具有与同步发电机相似的电气和机械特性并网电压，接入船舶有限电网。本发明的方法可平滑岸上电网的输出功率，能维持整个系统的稳定性。

主权项

一种基于虚拟同步发电机的可逆变流岸电控制方法，适用于岸电供电装置，所述岸电供电装置包括n个并联的双PWM变换可逆变流模块；所述双PWM变换可逆变流模块包括全控三相半桥AC/DC模块和全控三相半桥DC/AC模块，所述全控三相半桥AC/DC模块与所述全控三相半桥DC/AC模块串联；所述n个双PWM变换可逆变流模块的n个全控三相半桥AC/DC模块分别通过输入滤波电感接入交流电源；所述n个双PWM变换可逆变流模块的n个全控三相半桥DC/AC模块分别通过输出滤波电感与并/离网滤波模块连接；所述并/离网滤波模块与船舶电网连接；其特征在于，该方法包括以下步骤：1)双PWM变换可逆变流模块输入端接入380V/50Hz三相交流电源，全控三相半桥AC/DC模块将交流电转换为直流电；2)构建虚拟同步发电机的二阶机电暂态模型：JdΩdt=MT-Me,E.0=U.+I.Ra+jI.XS;]]>其中，J为虚拟同步发电机的转动惯量，Ω为虚拟同步发电机的机械角速度，MT为虚拟同步发电机的机械转矩，Me为虚拟同步发电机的电磁转矩，为虚拟同步发电机的励磁电动势，为虚拟同步发电机的电枢端电压，为虚拟同步发电机的电枢电流，Ra为虚拟同步发电机的电枢电阻，XS为虚拟同步发电机的同步电抗；Xs＝wL，w为双PWM变换可逆变流模块的输出额定频率，L为输出滤波电感值；调整二阶机电暂态模型中的转动惯量J，使得双PWM变换可逆变流模块具有与柴油发电机相似的电气特性和机械特性；3)构建实现系统下垂特性的虚拟功频控制器模块对上述虚拟同步发电机进行控制，维持虚拟同步发电机稳定；构建虚拟励磁控制器对上述虚拟同步发电机进行控制，使虚拟同步发电机维持正常运行的电压水平；4)将虚拟同步发电机的电枢端电压作为SVPWM调制波的输入，输出脉冲控制双PWM变换可逆变流模块的开关器件，从而使双PWM变换可逆变流模块输出具有与同步发电机相似电气特性和机械特性的电压，接入船舶电网。