一种基于虚拟同步发电机的电压控制方法和装置制造方法及图纸

本申请公开了一种基于虚拟同步发电机的电压控制方法和装置，其中方法包括：获取虚拟同步发电机输出的d轴电流指令值；获取输电系统的直流电压，并将直流电压分别与预置电压区间的上限值和下限值进行比较，得到比较结果；根据比较结果通过比例积分控制器，计算得到第一电流值；对第一电流值和d轴电流指令值进行求和运算，得到第二电流值；根据第二电流值对虚拟同步发电机进行调节得到标准电压，标准电压为预置电压区间中的任意一个电压值，现有在电压偏差达到所设置的裕度值时，仍然需要一定的“退饱和”时间，即切换时间，而此时系统的直流电压是不受控制的，导致电压波动较大，降低了系统稳定性的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于虚拟同步发电机的电压控制方法和装置
本申请涉及电力系统
，尤其涉及一种基于虚拟同步发电机的电压控制方法和装置。
技术介绍
随着能源危机和环境问题的日益突出，分布式发电技术受到越来越多的关注，并网逆变器作为分布式电源与微电网的纽带，其运行特性得到了广泛研究。常规并网逆变器影响速度快，几乎没有转动惯量，难以参与电网调节，无法为含分布式电源的主动配电网提供必要的电压和频率支撑，更无法为稳定性相对较差的微电网提供必要的阻尼作用。虚拟同步发电机技术通过控制策略模拟同步发电机工作原理，使得电力电子变流器能够像同步发电机一样为系统提供惯性和阻尼。现有将虚拟同步发电机与经典的二阶电压偏差控制相结合，有效提高了系统的频率稳定性，但在电压偏差达到所设置的裕度值时，仍然需要一定的“退饱和”时间，即切换时间，而此时系统的直流电压是不受控制的，导致电压波动较大，降低了系统稳定性。
技术实现思路
本申请提供了一种基于虚拟同步发电机的电压控制方法和装置，用于解决现有将虚拟同步发电机与经典的二阶电压偏差控制相结合，在电压偏差达到所设置的裕度值时，仍然需要一定的“退饱和”时间，即切换时间，而此时系统的直流电压是不受控制的，导致电压波动较大，降低了系统稳定性的技术问题。有鉴于此，本申请第一方面提供了一种基于虚拟同步发电机的电压控制方法，包括：获取虚拟同步发电机输出的d轴电流指令值；获取输电系统的直流电压，并将所述直流电压分别与预置电压区间的上限值和下限值进行比较，得到比较结果；根据所述比较结果通过比例积分控制器，计算得到第一电流值；对所述第一电流值和所述d轴电流指令值进行求和运算，得到第二电流值；根据所述第二电流值对所述虚拟同步发电机进行调节得到标准电压，所述标准电压为所述预置电压区间中的任意一个电压值。可选地，所述获取虚拟同步发电机输出的d轴电流指令值，包括：获取虚拟同步发电机输出的三相电流指令值，通过预置的相角对所述三相电流指令值进行旋转坐标变换得到d轴电流指令值。可选地，所述比较结果为所述直流电压大于所述预置电压区间的上限值；所述根据所述比较结果通过比例积分控制器，计算得到第一电流值，包括：根据所述直流电压和所述预置电压区间的上限值的第一差值，通过比例积分控制器的第一计算公式计算得到第一电流值；所述第一计算公式为：其中，Δih为所述第一电流值，udc为所述直流电压，kp和ki为比例积分控制器的参数，为高压阈值。可选地，所述比较结果为所述直流电压小于所述预置电压区间的下限值；所述根据所述比较结果通过比例积分控制器，计算得到第一电流值，包括：根据所述直流电压和所述预置电压区间的下限值的第二差值，通过比例积分控制器的第二计算公式计算得到第一电流值；所述第二计算公式为：其中，Δil为所述第一电流值，udc为所述直流电压，kp和ki为比例积分控制器的参数，为低压阈值。可选地，所述比较结果为所述直流电压小于等于所述预置电压区间的上限值，大于等于所述预置电压区间的下限值；所述根据所述比较结果通过比例积分控制器，计算得到第一电流值，包括：根据所述比较结果通过比例积分控制器，计算得到的第一电流值为0。本申请第二方面提供了一种基于虚拟同步发电机的电压控制装置，包括：第一获取单元、第二获取单元、第一计算单元、第二计算单元和第三计算单元；所述第一获取单元，用于获取虚拟同步发电机输出的d轴电流指令值；所述第二获取单元，用于获取输电系统的直流电压，并将所述直流电压分别与预置电压区间的上限值和下限值进行比较，得到比较结果；所述第一计算单元，用于根据所述比较结果通过比例积分控制器，计算得到第一电流值；所述第二计算单元，用于对所述第一电流值和所述d轴电流指令值进行求和运算，得到第二电流值；所述第三计算单元，用于根据所述第二电流值对所述虚拟同步发电机进行调节得到标准电压，所述标准电压为所述预置电压区间中的任意一个电压值。可选地，所述第一获取单元具体用于获取虚拟同步发电机输出的三相电流指令值，通过预置的相角对所述三相电流指令值进行旋转坐标变换得到d轴电流指令值。可选地，所述比较结果为所述直流电压大于所述预置电压区间的上限值；所述第一计算单元具体用于根据所述直流电压和所述预置电压区间的上限值的第一差值，通过比例积分控制器的第一计算公式计算得到第一电流值；所述第一计算公式为：其中，Δih为所述第一电流值，udc为所述直流电压，kp和ki为比例积分控制器的参数，为高压阈值。可选地，所述比较结果为所述直流电压小于所述预置电压区间的下限值；所述第一计算单元具体用于根据所述直流电压和所述预置电压区间的下限值的第二差值，通过比例积分控制器的第二计算公式计算得到第一电流值；所述第二计算公式为：其中，Δil为所述第一电流值，udc为所述直流电压，kp和ki为比例积分控制器的参数，为低压阈值。可选地，所述比较结果为所述直流电压小于等于所述预置电压区间的上限值，大于等于所述预置电压区间的下限值；所述第一计算单元具体用于根据所述比较结果通过比例积分控制器，计算得到的第一电流值为0。从以上技术方案可以看出，本申请具有以下优点：本申请公开了一种基于虚拟同步发电机的电压控制方法，包括：获取虚拟同步发电机输出的d轴电流指令值；获取输电系统的直流电压，并将直流电压分别与预置电压区间的上限值和下限值进行比较，得到比较结果；根据比较结果通过比例积分控制器，计算得到第一电流值；对第一电流值和d轴电流指令值进行求和运算，得到第二电流值；根据第二电流值对虚拟同步发电机进行调节得到标准电压，标准电压为预置电压区间中的任意一个电压值。本申请在获取了输电系统的直流电压后，先将直流电压分别与预置电压区间的上限值和下限值进行比较，得到比较结果，再根据对应的比较结果通过比例积分控制器计算得到第一电流值，即当直流电压不在预置电压区间时，就立即通过计算得到的第一电流值去增大或者减小虚拟同步发电机输出的d轴电流指令值，从而减少了直流电压的波动，将第一电流值叠加到d轴电流指令值得到第二电流值，从而可以调节得到标准电压，以使得直流电压稳定在预置电压区间，本申请通过增大或减小受端换流器的有功电流，以减少直流电压波动，促使直流系统送受端有功潮流平衡，提高了系统稳定性，解决了现有将虚拟同步发电机与经典的二阶电压偏差控制相结合，在电压偏差达到所设置的裕度值时，仍然需要一定的“退饱和”时间，即切换时间，而此时系统的直流电压是不受控制的，导致电压波动较大，降低了系统稳定性的技术问题。附图说明图1为本申请实施例提供的一种基于虚拟同步发电机的电压控制方法的一个流程示意图；图2为本申请实施例提供的一种基于虚拟同步发电机的电压控制方法的另一个流程示意图；图3为本申请本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于虚拟同步发电机的电压控制方法，其特征在于，包括：/n获取虚拟同步发电机输出的d轴电流指令值；/n获取输电系统的直流电压，并将所述直流电压分别与预置电压区间的上限值和下限值进行比较，得到比较结果；/n根据所述比较结果通过比例积分控制器，计算得到第一电流值；/n对所述第一电流值和所述d轴电流指令值进行求和运算，得到第二电流值；/n根据所述第二电流值对所述虚拟同步发电机进行调节得到标准电压，所述标准电压为所述预置电压区间中的任意一个电压值。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于虚拟同步发电机的电压控制方法，其特征在于，包括：
获取虚拟同步发电机输出的d轴电流指令值；
获取输电系统的直流电压，并将所述直流电压分别与预置电压区间的上限值和下限值进行比较，得到比较结果；
根据所述比较结果通过比例积分控制器，计算得到第一电流值；
对所述第一电流值和所述d轴电流指令值进行求和运算，得到第二电流值；
根据所述第二电流值对所述虚拟同步发电机进行调节得到标准电压，所述标准电压为所述预置电压区间中的任意一个电压值。


2.根据权利要求1所述的基于虚拟同步发电机的电压控制方法，其特征在于，所述获取虚拟同步发电机输出的d轴电流指令值，包括：
获取虚拟同步发电机输出的三相电流指令值，通过预置的相角对所述三相电流指令值进行旋转坐标变换得到d轴电流指令值。


3.根据权利要求1所述的基于虚拟同步发电机的电压控制方法，其特征在于，所述比较结果为所述直流电压大于所述预置电压区间的上限值；
所述根据所述比较结果通过比例积分控制器，计算得到第一电流值，包括：
根据所述直流电压和所述预置电压区间的上限值的第一差值，通过比例积分控制器的第一计算公式计算得到第一电流值；
所述第一计算公式为：



其中，Δih为所述第一电流值，udc为所述直流电压，kp和ki为比例积分控制器的参数，为高压阈值。


4.根据权利要求1所述的基于虚拟同步发电机的电压控制方法，其特征在于，所述比较结果为所述直流电压小于所述预置电压区间的下限值；
所述根据所述比较结果通过比例积分控制器，计算得到第一电流值，包括：
根据所述直流电压和所述预置电压区间的下限值的第二差值，通过比例积分控制器的第二计算公式计算得到第一电流值；
所述第二计算公式为：



其中，Δil为所述第一电流值，udc为所述直流电压，kp和ki为比例积分控制器的参数，为低压阈值。


5.根据权利要求1所述的基于虚拟同步发电机的电压控制方法，其特征在于，所述比较结果为所述直流电压小于等于所述预置电压区间的上限值，大于等于所述预置电压区间的下限值；
所述根据所述比较结果通过比例积分控制器，计算得到第一电流值，包括：
根据所述比较结果通过比例积分控制器，计算得到的第一电流值为0。
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【专利技术属性】
技术研发人员：谢志文，唐酿，陈璐寒，黄明欣，黄辉，曾杰，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44