[发明专利]一种虚拟同步机的电流限幅方法

摘要

一种虚拟同步机电流限幅方法。通过增加两个PI调节器和两个限幅环节，使变流器运行过程中，尤其是电网跌落故障时，可限制变流器输出电流，达到了电网跌落故障穿越以及自我保护的目的。本发明在电流过流时响应速度快，在电流受限与不受限之间切换平滑，在电流恢复至正常区间时可快速进入正常的虚拟同步机控制状态。本发明计算过程简单，易于数字控制器实现。

主权项

1.一种虚拟同步机的电流限幅方法，其特征在于：所述的虚拟同步机的电流限幅方法通过增加两个PI调节器和两个限幅环节实现虚拟同步机的电流限幅，具体如下：(1)通过锁频环获取变流器输出电压的角度θg和幅值vg；(2)对电流采样并使用变流器输出电压的角度θg进行旋转变换，得到有功电流id、无功电流iq；(3)设定总电流限幅值ilimit，根据有功和无功电流优先级别求取有功电流限幅值id_limit和无功电流限幅值iq_limit；有功电流优先时：id_limit＝ilimit无功电流优先时：iq_limit＝ilimit(4)以电流限幅值做死区区间，对有功电流和无功电流处理，得到有功电流限幅PI调节器和无功电流限幅PI调节器的偏差输入id_err、iq_err；(5)将虚拟同步机角度θ与有功电流限幅PI调节器输出θc做差，得到角度参考值θref；(6)将虚拟同步机内电势es与无功电流限幅PI调节器输出ec做差，得到调制电压参考值es_ref；(7)由变流器滤波电感值L、虚拟同步机角频率ω计算d轴电压偏差限幅值vLd_limit和q轴电压偏差限幅值vLq_limit；vL_d_limit＝ωLiq_limitvL_q_limit＝ωLid_limit(8)计算功角限幅值δlimit；(9)以虚拟同步机调制角度θout和变流器输出电压的角度θg做差，得到当前功角δ：δ＝θout‑θg(10)由下式求得虚拟同步机调制电压参考值es_ref的最大限幅值es_max和最小限幅值es_min：(11)最后使用θg‑δlimit和θg+δlimit对虚拟同步机角度参考值θref进行限幅，使用最小限幅值es_min和最大限幅值es_max对调制电压参考值es_ref限幅，得到最终虚拟同步机的调制角度θout和调制电压幅值es_out：