(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211192349.0 (22)申请日 2022.09.28 (71)申请人 南方电网科 学研究院有限责任公司 地址 510663 广东省广州市萝岗区科 学城 科翔路11号J1栋3、 4、 5楼及J3 栋3楼 申请人 广东电网有限责任公司电力调度控 制中心 (72)发明人 刘宇明　林建熙　付超　易杨　 朱泽翔　王延纬　杨荣照　陈兴华　 周保荣　刘宇　姚文峰　谢宇翔　 吴为　黄东启　甄鸿越　李诗旸　 (74)专利代理 机构 北京集佳知识产权代理有限 公司 11227 专利代理师 李伟贤(51)Int.Cl. H02J 3/36(2006.01) H02J 3/38(2006.01) H02J 3/46(2006.01) H02J 3/28(2006.01) (54)发明名称 一种异步互联的柔性直流虚拟惯量控制方 法、 装置及系统 (57)摘要 本申请公开了一种异步互联的柔性直流虚 拟惯量控制方法、 装置及系统， 方法包括： 将整 流 侧PLL与逆变侧PLL分别测得第一交流系统与第 二交流系统的系统频率进行微分， 得到两侧系统 的频率变化率， 基于两侧系统的频率变化率， 计 算两侧系统的附加功率， 将两侧系统的附加功率 做差， 得到目标附加功率并输入至功率外环控制 器。 可见， 通过建立两侧交流系统的系统频率变 化率与系统频率变化率的关系， 使两个附加功率 之差的目标附加功率能够随两个系统频率变化 率的变化而自适应， 从而向两侧交流系统提供足 够且合适的惯量支撑。 进一步地， 由于惯量控制 能量来自于柔直连接的双侧交流系统， 减小了惯 量控制中对直流电容能量的需求， 降低了对直流 电容的参数要求。 权利要求书3页 说明书10页 附图4页 CN 115549169 A 2022.12.30 CN 115549169 A 1.一种异步互联的柔性直流虚拟惯量控制方法， 其特征在于， 应用于柔性直流虚拟惯 量控制系统中的控制处理器， 所述柔性直流虚拟惯量控制系统还包括第一交流系统、 第二 交流系统、 整流侧变流器和逆变侧变流器， 所述整流侧变流器包括整流侧锁相环PLL控制 器、 功率外环控制器和 第一虚拟惯 量控制器， 所述逆变侧变流器包括逆变侧PLL控制器和 第 二虚拟惯量控制器； 该方法包括： 驱动所述第 一虚拟惯量控制器将所述整流侧PLL控制器所测得所述第 一交流系统 的系 统频率在时间上进行微分， 得到所述第一交流系统的频率变化 率； 驱动所述第 一虚拟惯量控制器基于所述第 一交流系统 的频率变化率， 计算所述第 一交 流系统的附加功率； 驱动所述第 二虚拟惯量控制器将所述逆变侧PLL控制器所测得所述第 二交流系统 的系 统频率在时间上进行微分， 得到所述第二交流系统的频率变化 率； 驱动所述第 二虚拟惯量控制器基于所述第 二交流系统 的频率变化率， 计算所述第 二交 流系统的附加功率； 将所述第一交流系统的附加功率， 减去所述第二交流系统的附加功率， 得到目标附加 功率； 将所述目标附加 功率作为整流侧 功率外环直流功率控制 指令值， 输入至所述功率外环 控制器， 以向所述第一交流系统和所述第二交流系统提供柔 性直流惯量支撑 。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 驱动所述第 一虚拟惯量控制器基于所述第 一交流系统的频率变化 率， 计算所述第一交流系统的附加功率， 包括： 驱动所述第 一虚拟惯量控制器基于所述第 一交流系统 的频率变化率， 计算所述第 一交 流系统的虚拟惯量系数； 驱动所述第一虚拟惯量控制器将所述第一交流系统的频率变化率与其虚拟惯量系数 的乘积， 加上所述第一交流系统的系统频率与其阻尼系 数的乘积， 得到所述第一交流系统 的附加功率。 3.根据权利要求2所述的方法， 其特征在于， 驱动所述第 一虚拟惯量控制器基于所述第 一交流系统的频率变化 率， 计算所述第一交流系统的虚拟惯量系数， 包括： 利用下式计算所述第一交流系统的虚拟惯量系数： 其中， fP为所述第一交流系统的系统频率， HP为预设的第一惯量常数基准值， 为所述 第一交流系统的频率变化率， NP为所述第一交流系统的频率变 化率的死区值， H1为预设的第 一虚拟惯量增量系数， m为预设的第一幂指数。 4.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 驱动所述第 二虚拟惯量控制器基于所述第 二交流系统的频率变化 率， 计算所述第二交流系统的附加功率， 包括： 驱动所述第 二虚拟惯量控制器基于所述第 二交流系统 的频率变化率， 计算所述第 二交权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115549169 A 2流系统的虚拟惯量系数； 驱动所述第二虚拟惯量控制器将所述第二交流系统的频率变化率与其虚拟惯量系数 的乘积， 加上所述第二交流系统的系统频率与其阻尼系 数的乘积， 得到所述第二交流系统 的附加功率。 5.根据权利要求4所述的方法， 其特征在于， 驱动所述第 二虚拟惯量控制器基于所述第 二交流系统的频率变化 率， 计算所述第二交流系统的虚拟惯量系数， 包括： 其中， fD为所述第二交流系统的系统频率， HD为预设的第二惯量常数基准值， 为所述 第二交流系统的频率变化率， ND为所述第二交流系统的频率变 化率的死区值， H2为预设的第 二虚拟惯量增量系数， n 为预设的第二幂指数。 6.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述整流侧变流器还包括整流侧电流内环 控制器， 所述逆变侧变流器还 包括逆变侧电流内环控制器和电压 外环控制器。 7.一种异步互联的柔性直流虚拟惯量控制装置， 其特征在于， 应用于柔性直流虚拟惯 量控制系统中的控制处理器， 所述柔性直流虚拟惯量控制系统还包括第一交流系统、 第二 交流系统、 整流侧变流器和逆变侧变流器， 所述整流侧变流器包括整流侧锁相环PLL控制 器、 功率外环控制器和 第一虚拟惯 量控制器， 所述逆变侧变流器包括逆变侧PLL控制器和 第 二虚拟惯量控制器； 该装置包括： 第一频率变化率获取单元， 用于驱动所述第一虚拟惯量控制器将所述整流侧PLL控制 器所测得所述第一交流系统的系统频率在时间上进行微分， 得到所述第一交流系统的频率 变化率； 整流附加 功率计算单元， 用于驱动所述第 一虚拟惯量控制器基于所述第 一交流系统的 频率变化 率， 计算所述第一交流系统的附加功率； 第二频率变化率获取单元， 用于驱动所述第二虚拟惯量控制器将所述逆变侧PLL控制 器所测得所述第二交流系统的系统频率在时间上进行微分， 得到所述第二交流系统的频率 变化率； 逆变附加 功率计算单元， 用于驱动所述第 二虚拟惯量控制器基于所述第 二交流系统的 频率变化 率， 计算所述第二交流系统的附加功率； 目标附加功率计算单元， 用于将所述第一交流系统的附加功率， 减去所述第二交流系 统的附加功率， 得到目标附加功率； 惯量支撑提供单元， 用于将所述目标附加功率作为整流侧 功率外环直流功率控制 指令 值， 输入至所述功率外环控制器， 以向所述第一交流系统和所述第二交流系统提供柔性直 流惯量支撑 。 8.一种异步互联的柔性直流虚拟惯量控制系统， 其特征在于， 包括控制处理器、 第 一交 流系统、 第二交流系统、 整流侧变流器和逆变侧变流器， 所述整流侧变流器包括整流侧锁相权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115549169 A 3