[发明专利]基于虚拟同步机的自适应输出阻抗控制方法

摘要

本发明公开了一种基于虚拟同步机的自适应输出阻抗控制方法。它首先提出了一种稳态输出阻抗控制器来增大稳态输出阻抗，以保证并联稳定运行时的并联均流度，然后给出了一种电容电压复合微分控制器来增大系统的阻尼，增强系统稳定性，最后，采用一种动态输出阻抗控制器，减小动态过程的输出阻抗，减小电压跳变，从而提高了输出电压的动态响应。它可广泛地应用于不同负载条件下的微网逆变器控制，以同时既满足微网逆变器离网运行时的动稳态性能，又能多台并联运行。

主权项

一种基于虚拟同步机的自适应输出阻抗控制方法，包括微网逆变器输出电容电压的采集，其特征在于主要步骤如下：步骤1，先采集微网逆变器的输出电容电压U_ca,U_cb,U_cc、桥臂侧电感电流I_la,I_lb,I_lc和输出电流I_oa,I_ob,I_oc，再经过单同步旋转坐标变换得到输出电容电压dq的分量U_cd,U_cq、桥臂侧电感电流dq的分量I_ld,I_lq和输出电流dq的分量I_od,I_oq；步骤2，根据步骤1中得到的输出电流dq的分量I_od,I_oq，经过稳态输出阻抗控制方程得到电容电压dq的分量指令信号增量ΔU_dref,ΔU_qref；步骤3，根据步骤1中得到的输出电容电压dq的分量U_cd,U_cq和输出电流dq的分量I_od,I_oq，经过有功功率计算方程和无功功率计算方程得到平均有功功率和平均无功功率步骤4，根据步骤3中得到的平均无功功率和微网逆变器给定的无功功率指令Q_ref、电压指令U_ref，经过无功控制方程得到微网逆变器电容电压dq的分量基准信号U_dref,U_qref；步骤5，根据步骤2得到的电容电压dq的分量指令信号增量ΔU_dref,ΔU_qref和步骤4中得到的电容电压dq的分量基准信号U_dref,U_qref，将两者分别相加，得到电容电压dq的分量指令信号步骤6，先根据步骤5得到的电容电压dq的分量指令信号以及步骤1中的输出电容电压dq的分量U_cd,U_cq，通过电压控制方程得到电容电流dq的分量指令信号再根据电容电流dq的分量指令信号和步骤1中的桥臂侧电感电流dq的分量I_ld,I_lq和输出电流dq的分量I_od,I_oq，通过电流控制方程得到控制信号U_d1,U_q1；步骤7，根据步骤1得到的输出电容电压dq的分量U_cd,U_cq，经过电容电压复合微分控制方程得到控制信号U_d2,U_q2；步骤8，根据步骤1中得到的输出电流dq的分量I_od,I_oq，经过动态输出阻抗控制方程得到控制信号U_d3,U_q3；步骤9，根据步骤6中的控制信号U_d1,U_q1、步骤7中的控制信号U_d2,U_q2和步骤8中的控制信号U_d3,U_q3，将三者分别相加，得到控制信号U_d,U_q；步骤10，根据步骤3中得到的平均有功功率P和微网逆变器给定的有功功率指令P_ref、微网逆变器给定的角频率指令ω_ref，经过功角控制方程得到虚拟同步机的角频率ω，对角频率ω积分得到虚拟同步机的矢量角θ；步骤11，先根据步骤9中的控制信号U_d,U_q和步骤10中得到的矢量角θ，经过单同步旋转坐标反变换得到三相桥臂电压控制信号U_a,U_b,U_c，再根据三相桥臂电压控制信号U_a,U_b,U_c生成微网逆变器逆变桥开关管的PWM控制信号。