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专利号: 2019102094612
申请人: 江苏大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-05-14
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于虚拟同步发电机的快速调压系统的方法,快速调压系统的主电路包括:风轮机、发电机、不控整流桥、滤波电容、电机侧DC/AC变换器、DC/DC变换器、储能装置、直流母线、电网侧DC/AC变换器、LCL滤波器、交流母线、PCC、SG、电网、本地负荷;风轮机与发电机、不控整流桥、滤波电容、直流母线依次电连接,电机侧DC/AC变换器与发电机电连接,储能装置与DC/DC变换器、滤波电容、直流母线电连接,直流母线与滤波电容、电网侧DC/AC变换器、LCL滤波器、交流母线、PCC、SG、电网电连接,交流母线与本地负荷电连接;其特征在于,将储能装置侧控制模块设置在直流母线和DC/DC变换器之间,用于同时完成储能和惯性支撑;将功率给定模块设置在并网逆变器侧控制算法模块和交流母线之间,用于抑制系统在暂态的功率失衡;将输出调制模块设置在并网逆变器侧控制算法模块和DC/AC变换器之间,用于在不对称运行工况中隔离故障相,改进输出电压波形对称度。

2.如权利要求1所述的一种基于虚拟同步发电机的快速调压系统的方法,其特征在于,所述储能装置侧控制模块为:采样交流母线电压vabc和交流母线电流iabc以计算瞬时功率P,减去风轮机输入机械功率Pm乘发电机效率ηg所得功率差ΔP经过低通滤波器乘开关S3,一方面经过开关S1除以储能装置电压usc加储能装置电流isc,依次经过开关S2、开关S3、(PI)1控制器、PWM调制、开关S4、开关S3后输出buck模式开关信号;另一方面经过开关S1除以usc减去isc,依次经过开关S2、开关S3、(PI)2控制器、PWM调制、开关S4、开关S3后输出boost模式开关信号。

3.如权利要求2所述的一种基于虚拟同步发电机的快速调压系统的方法,其特征在于,所述的开关S1、S2、S3、S4,在开关S1处设置一个功率阈值,限制风机组转子动能变化范围,避免风机组出现飞车或停机;开关S2用于屏蔽当前模式的计算量对另一模式PI环节的影响;开关S3用于在未接入储能装置时屏蔽计算量对储能装置控制算法的影响;开关S4用于单独输出当前模式的控制信号。

4.如权利要求1所述的一种基于虚拟同步发电机的快速调压系统的方法,其特征在于,所述的功率给定模块为:采样交流母线电压角频率ω、交流母线电压幅值V,根据额定角速度ω*、额定电压幅值V*以频率差|ω*-ω|乘孤岛信号Island为判断依据,若大于设定值Δω*则输出有功补偿量ΔPe与Pmηg之和乘稳定运行信号Stable,否则输出Pmηg乘Stable;以电压幅值差|V*-V|乘Island为判断依据,若大于设定值ΔV*则输出无功补偿量ΔQe乘Stable,否则输出0。

5.如权利要求4所述的一种基于虚拟同步发电机的快速调压系统的方法,其特征在于,所述的有功补偿量ΔPe为:

式中,Psc为储能装置输出功率,Q为基波无功功率。

6.如权利要求4所述的一种基于虚拟同步发电机的快速调压系统的方法,其特征在于,所述的无功补偿量ΔQe为:

7.如权利要求1所述的一种基于虚拟同步发电机的快速调压系统的方法,其特征在于,所述的输出调制模块为:额定电流幅值I*除以iabc的幅值I后限幅,减去交流母线A相电压ua除以A相电流ia乘以额定阻抗Z*后经PI环节乘Stable后合成A相调制波uma;同理,I减去交流母线B相电压ub除以B相电流ib乘以额定阻抗Z*后经PI环节乘Stable后合成B相调制波umb;同理,I减去交流母线C相电压uc除以C相电流ic乘以额定阻抗Z*后经PI环节乘Stable后合成C相调制波umc。

8.如权利要求1所述的一种基于虚拟同步发电机的快速调压系统的方法,其特征在于,电网侧DC/AC变换器中的并网逆变器侧控制算法采用常规VSG算法。