CN119482749A 基于功率补偿的pq与vsg平滑切换控制系统及方法 （国网安徽省电力有限公司电力科学研究院）

基于功率补偿的PQ与VSG平滑切换控制系统本发明提供基于功率补偿的PQ与VSG平滑切制领域，并网逆变器主电路输出端口的三相电和主电路输出端口的三相电压的d轴电压分量输VSG中的功率补偿信号和PQ中的功率补偿信号，调制波的dq轴信号，输入到空间矢量调制SVPWM21.基于功率补偿的PQ与VSG平滑切换控制系统，其特征在于：包括并网逆变器主电路出端口的三相电压、三相电流和双模式切换在VSG中的功率补偿信号输入到VSG控制单元相电压、给定的参考功率和双模式切换在PQ中的功率补偿信号输入到恒功率PQ控制单元(20)进行计算，得到恒功率PQ控制模式下的电流参考信号，VSG控制模式下的电流参考信号、恒功率PQ控制模式下的电流参考信号和并网逆变器主电路输出端口的三相电压的d轴电压分量输入到功率补偿单元(40)进行计算，得到双模式切换在VSG中的功率补偿信号和相调制波的dq轴信号输入到空间矢量调制SVPWM控制单元(70)中得到并网逆变器主电路2.根据权利要求1所述的基于功率补偿的PQ与V3.根据权利要求1所述的基于功率补偿的PQ与V(23)，并网逆变器主电路(10)输出端口的三相电压uabc输入到锁相环(21)中得到并网时的dq变换环节(22)计算得到并网逆变器主电路(10)输出端口的三相电压uabc的d轴电压分量4.根据权利要求1所述的基于功率补偿的PQ与VSG平滑切换内电势eabc的参考相位θ和并网逆变器内电势eabc的参考幅值E，并网逆变器内电势eabc的参考相位θ和并网逆变器内电势eabc的参考幅值E输入到内电势参考(32)中，计算得到三相正弦内电势参考信号三相正弦内电势参考信号与并网逆变器主电路(10)输出端口35.基于功率补偿的PQ与VSG平滑切换控制方法，运步骤2、并网逆变器主电路输出端口的三相电压uabc、三相电功率PQ控制模式下的电流参考信号iifu,pqiif,pqs信号和并网逆变器主电路输出端口的三相电压uabc的d轴电压分量ud输入到功当VSG控制模式向恒功率PQ控制模式切换时，双模式切换在PQ中的功率补偿步骤5、电流内环控制单元的输入参考电流ifa、ifa和并网逆变器主电路的实际dq轴电波的dq轴信号viaDia输入到空间矢量调制SVPWM控制单元中得到并网逆变器主电路中各6.根据权利要求5所述的基于功率补偿的PQ4pp2.1.2、并网逆变器内电势eabc的参考相位θ和并网逆变器内电势eabc的参考幅值E2.1.2、并网逆变器内电势eabc的参考相位θ和并网逆变器内电势eabc的参考幅值E输入7.根据权利要求5所述的基于功率补偿的述恒功率PQ控制模式下的电流参考信号通过以下步骤计算得到：2.2.1、并网逆变器主电路输出端口的三相主电路10输出端口的三相电压uabc输入到dq变换环节计算得到并网逆变器主电路输出端口8.根据权利要求5所述的基于功率补偿的PQ59.根据权利要求5所述的基于功率补偿的PQ与流等于VSG控制模式下的电流参考信号即当控动控制的调制信号，分别为电流内环控制单元的输入参考电流d轴信号、q轴信号，6支撑能力，和强网下高效稳定及精准的功率输出，弱网下采用构网型的虚拟同步发电机VSG与恒功率PQ控制的相位同步，该方式对采样及控制器精度、控制器计算资源有较高要控制策略切换时刻和公共耦合点开关动作时刻的同步性，保证了VSG在两种运行模式之间[0004]本发明所要解决的技术问题在于如何实现VSG模式与PQ模式在并网期间的平滑切[0005]本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的：基于功率补偿的PQ与VSG平滑给定的参考功率和双模式切换在PQ中的功率补偿信号输入到恒功率PQ控制单元进行计算，7模式下的电流参考信号和并网逆变器主电路输出端口的三相电压的d轴电压分量输入到功率补偿单元进行计算，得到双模式切换在VSG中的功率补偿信号和双模式切换在PQ中的功到三相调制波的dq轴信号，三相调制波的dq轴信号输入到空间矢量调制SVPWM控制单元中[0006]本发明在并网期间采用功率补偿的方式，补偿控制以虚拟同步发电机VSG与恒功率PQ控制计算的电流参考信号和并网逆变器主电路的端口电压d轴分量为输入，在功率补偿单元中计算VSG控制与恒功率PQ控制电流偏差时产生的功率值，补偿功率分别输入恒功环节，并网逆变器主电路输出端口的三相电压uabc输入到锁相环中得到并网时的电网相位信号三相正弦内电势参考信号einc与并网逆变器主电路输出端口的三相电压uabc输入[0010]本发明还提供基于功率补偿的PQ与VSG平滑切换控制方法，运用在所述的控制系8流参考信号iiu,vg、ifqvsg并网逆变器主电路输出端口的三相电压uabc、给定的参考功率Prefref和双模式切换在PQ中的功率补偿信号Pc,pq、Qc,pq输入到恒功率PQ控制单元进行计[0013]步骤3、VSG控制模式下的电流参考信号恒功率PQ控制模式下的电流参考信号iuptiama和并网逆变器主电路输出端口的三相电压uabc的d轴电压分量ud输单元，电流内环控制单元的输入参考电流等于VSG控制模式下的电流参考信号当VSG控制模式向恒功率PQ控制模式切换时，双模式切换在PQ中的功率补偿调制波的dq轴信号via、ia输入到空间矢量调制SVPWM控制单元中得到并网逆变器主电路[0017]优选的，所述VSG控制模式下的电流参考信号通过以下步骤计算得9pp[0025]2.1.3、三相正弦内电势变器主电路10输出端口的三相电压uanc输入到dq变换环节计算得到并网逆变器主电路输出[0030]优选的，所述双模式切换在VSG中的有功功率补偿信号P和无功功率补偿信号制单元的输入参考电流ifu、ifa等于VSG控制模式下的电流参考信号即于恒功率PQ控制模式下的电流参考信号iiaptiupor即[0037]式中，via为三相调制波的d轴信号，via为三相调制波的q轴信号，作为d[0038]当逆变器在复杂的工作环境下需要进行VSG与恒功率PQ控制工作模式切换时，本[0039]图1为本发明的实施例1提供的基于功率补偿的PQ与VSG平滑切换控制系统的示意[0040]图2为本发明的实施例2提供的基于功率补偿的PQ与VSG平滑切换控制方法中VSG[0041]图3为本发明的实施例2提供的基于功率补偿的PQ与VSG平滑切换控制方法中内电[0042]图4为本发明的实施例2提供的基于功率补偿的PQ与VSG平滑切换控制方法中虚拟[0043]图5为本发明的实施例2提供的基于功率补偿的PQ与VSG平滑切换控制方法中PQ控[0044]图6为本发明的实施例2提供的基于功率补偿的PQ与VSG平滑切换控制方法中功率[0045]图7为本发明的实施例2提供的基于功率补偿的PQ与VSG平滑切换控制方法中模式[0046]图8为本发明的实施例2提供的基于功率补偿的PQ与VSG平滑切换控制方法中电流号VSG控制模式下的电流参考信号恒功率PQ控制模式下的电流参考信号和并网逆变器主电路输出端口的三相电压uabc的d轴电压分量ud输入控制模式下的电流参考信号当VSG控制模式向恒功率PQ控制模式内环控制单元60进行计算，得到三相调制波的dq轴信号via、iar三相调制波的dq轴信号输入到空间矢量调制SVPWM控制单元70中得到并网逆变器主电路中各开关管的触[0056]本发明在并网期间采用功率补偿的方式，补偿控制以虚拟同步发电机VSG与恒功元中计算VSG控制与恒功率PQ控制电流偏差时产生的功率值，补偿功率分别输入恒功率PQ逆变器在复杂的工作环境下需要进行VSG与恒功率PQ控制工作模式切换时，本发明通过简三相滤波电感Lf的一端，三相滤波电感Lf的另一端连接到三相滤波电容Cf的一端、大电网f的另一端短接。23，并网逆变器主电路10输出端口的三相电压uabc输入到锁相环21中得到并网时的电网相考信号einc:三相正弦内电势参考信号eivc与并网逆变器主电路10输出端口的三相电压uabc输入到虚拟阻抗控制环节33中进行计算，得到VSG控制模式下的电流参考信号iuvsg[0061]本实施例提供运用在实施例1中基于功率补偿的PQ与VSG平滑切换控制系统的控[0064]所述VSG控制模式下的电流参考信号iiuvsgii,vsg通过以下步骤计算得到：变器内电势eabc的参考相位θ和并网逆变器内电ω为有功频率控制实际输出频率，θ为并网逆变器内电势eabc的参ab出的并网逆变器内电势eabc的参考幅值E联立，计算得到三相正弦内电势参考信号计uabc输入到虚拟阻抗控制环节33中进行计算，得到VSG控制模式下的电流参考信号[0086]其中虚拟阻抗的Lv和Rv模拟了滤波电感Lf及其寄生电阻值Rf，经过虚拟阻抗后输gg[0087]如图5所示，恒功率PQ控制模式下的电流参考信号通过以下步骤计算网逆变器主电路10输出端口的三相电压uabc输入到dq变换环节22计算得到并网逆变器主电[0090]d轴电压分量ud为并网逆变器输出端口的三相电压的幅值，因此可以通过给定的参考功率将三相电流的dq轴分量参考通过公式(的参考有功功率Pref与双模式切换在PQ中的有功功率补偿信号Pc,pq的叠加，Q'er为实际无功参考输入，等于给定的参考无功功率Qref与双模式切换在PQ中的无功功率补偿信号Qc,pqd为并网逆变器主电路10输出端口的三相电压uabc的d轴电压分量。[0093]步骤3、VSG控制模式下的电流参考信号恒功率PQ控制模式下的电流参考信号和并网逆变器主电路输出端口的三相电压uabc的d轴电压分量ud输元60的输入参考电流平滑过渡，应保持VSG控制模式下的有功电流参考信号iiuvsg和VSG控和恒功率PQ控制模式下的无功电流参考信号一致。因此由恒功率PQ控制模式与VSG控得到VSG有功频率控制的有功功率补偿信号Pc,vsg和无功电压控制的无功功率补偿信号c,pq有功电流参考信号iiupa和恒功率PQ控制模式下的无功电流参考信号if,pq分别与VSG控制模式下的有功电流参考信号iiuvsg和VSG控制模式下的无功电流参考信号一致。因此由VSG控制模式与恒功率PQ控制模式输出的有功电流参考信号的差值(iuvsg-ifu,pq)和无功电流差值得到双模式切换在PQ中的有功功率补偿信号P和无功功率补偿c,pq控制单元30，电流内环控制单元60的输入参考电流等于VSG控制模式下的电流参考等于VSG控制模式下的电流参考信号即当控制[0101]步骤5、电流内环控制单元60的输入参考际dq轴电流id