[发明专利]一种虚拟同步机并联系统稳定控制方法

摘要

一种虚拟同步机并联系统稳定控制方法，属于分布式发电控制技术领域。建立VSG1的转子运动方程，和VSG2的转子数学模型；得到虚拟同步机的输出功率表达式，包含有功和无功；计算得到有功功率变化量和功角变化量之间的关系表达式；获得VSG1和VSG2各自的输出有功功率变化量与系统频率变化量间的传递函数；得到VSG1的输出有功功率变化量和角频率变化量分别对负荷功率变化量之间的传递函数；建立虚拟同步机并联系统的特征方程，结合特征方程及已知参数，得到VSG1的不稳定域。优点在于，通过对虚拟同步机惯性、阻尼参数进行控制，使并联系统稳定运行。

主权项

1.一种考虚拟同步机并联系统稳定控制方法，其特征在于，控制步骤如下：(1)建立VSG1的转子运动方程，和VSG2的转子数学模型；VSG1的有功‑频率控制基于同步发电机转子运动方程：式中，Pm为机械功率，H为惯性常数，D为阻尼系数，上标“*”代表标幺值；VSG2转子数学模型如下：其中Kd为一次调频系数，ω0为额定角频率；微网系统中，常由储能单元承担调频任务，本文中，VSG1不参与一次调频，匹配有储能单元的VSG2有一次调频能力；(2)得到虚拟同步机的输出功率表达式，包含有功和无功；以VSG1为例，输出功率可由计算得到：(3)计算得到有功功率变化量和功角变化量之间的关系表达式；根据上式中的有功表达式可以得到有功功率变化量ΔPe*和功角变化量Δδ之间的关系：(4)获得VSG1和VSG2各自的输出有功功率变化量与系统频率变化量间的传递函数；当ωL>>X₁时，可近似认为其中ω_bus是公共连接点处角频率；令同步功率S_E＝EUsin(α‑δ)/(S_nZ)，则结合可得到VSG输出有功功率变化量ΔP_e1^*与系统频率变化量Δω_g^*间的传递函数：相似的得到VSG2输出有功功率变化量ΔPe2*与系统频率变化量Δωg*间的传递函数为：(5)得到VSG1的输出有功功率变化量和角频率变化量分别对负荷功率变化量之间的传递函数；对于该实施例中的并联系统，电源输出功率之和等于负载吸收的功率，即ΔPe1+ΔPe2＝ΔPload，结合VSG1和VSG2的输出有功功率变化量与系统频率变化量间的传递函数可得：角频率变化量分别对负荷功率变化量之间的传递函数：(6)建立虚拟同步机并联系统的特征方程，结合特征方程及已知参数，得到VSG1的不稳定域。