[发明专利]基于虚拟同步发电机的岸电电源系统稳定控制方法

摘要

本发明提供一种基于虚拟同步发电机的岸电电源系统稳定控制方法，包括有功‑频率控制和无功‑电压控制两个部分，虚拟惯性控制由虚拟机械转动惯量Jω0s和机械阻尼Dω0组成；有功‑频率控制P‑f的控制方程为无功‑电压控制Q‑U的稳定控制方程为该方法，一方面，可以克服现有基于VSG技术的岸电电源存在的系统频率稳态偏差问题，消除系统频率静差；另一方面，由于在传统无功‑电压控制策略中，增加了无功惯性控制和虚拟励磁控制环节，可以有效抑制由于船舶负荷无功功率冲击引起的系统电压剧烈波动，并消除系统电压的静差。同时，本发明控制策略可实现大容量多模块岸电电源并联运行时的功率自动分配。

主权项

一种基于虚拟同步发电机的岸电电源系统稳定控制方法，其特征在于：包括有功‑频率控制和无功‑电压控制两个部分，有功‑频率控制由虚拟调速控制和虚拟惯性控制级联组成，其中虚拟调速控制的输出机械功率Pm由三个部分组成：指令有功功率P0、一次调频补偿有功功率ΔP1、频率稳定控制补偿有功功率ΔP2，且存在关系：虚拟惯性控制由虚拟机械转动惯量Jω0s和机械阻尼Dω0组成；有功‑频率控制P‑f的频域控制方程为：ω=ω0+msmω0Js2+(1+mω0D)s+mkω×(P0-P)---(5)]]>其中，ω为角速度，ω0为同步角速度，m为P‑f控制下垂系数，kω为频率偏差积分系数，J为转子转动惯量，s为复频率，D为阻尼系数，P0为指令有功功率，P为岸电电源输出有功功率；无功‑电压控制由虚拟励磁控制和无功惯性控制级联组成，其中虚拟励磁控制器的输出无功功率Qe由三个部分组成：指令无功功率Q0、励磁补偿无功功率ΔQ1、电压稳定控制补偿无功功率ΔQ2，且存在关系：无功惯性控制在电源输出无功功率Q与Qe的偏差通道上设置一阶惯性控制无功‑电压控制Q‑U的稳定控制方程为：E=E0+nkqsnTqs2+(kq+n)s+nkqke×(Q0-Q)---(8)]]>其中，E为无功‑电压控制器输出电压，E0为指令电压，n为无功‑电压下垂控制系数，Tq为一阶无功惯性环节的时间常数，kq为一阶无功惯性环节的增益，ke为电压偏差积分系数，Q0为指令无功功率，Q为电源输出无功功率。