(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 202211167199.8 (22)申请日 2022.09.23 (71)申请人 西安交通大 学 地址 710049 陕西省西安市碑林区咸宁西 路28号 (72)发明人 刘增　王家智　刘进军　师屹东　 (74)专利代理 机构 西安通大专利代理有限责任 公司 6120 0 专利代理师 姚咏华 (51)Int.Cl. H02J 3/24(2006.01) H02J 3/00(2006.01) H02J 3/38(2006.01) (54)发明名称 一种虚拟同步发电机并网系统输出功率低 频振荡抑制方法 (57)摘要 本发明公开了一种虚拟同步发电机并网系 统输出功率低频振荡抑制方法， 本发 明在传统虚 拟同步发电机控制的基础上， 增加了从频率偏差 到电压幅值偏差的前馈补偿环节， 增大了系统的 阻尼比， 从而抑制传统虚拟同步发电机并网系统 输出功率的低频振荡。 同时， 前馈补偿器保证了 系统的稳态工作点不受所加控制通路的影响。 本 发明方法结构简单， 不会引入非线性环节， 也不 依赖系统的精确模型， 鲁棒性强， 在抑制虚拟同 步发电机输出功率低频振荡的同时， 不改变虚拟 同步发电机的固有控制参数， 控制器 设计的自由 度高， 为工程应用提供了 很好的参 考价值。 权利要求书2页 说明书5页 附图5页 CN 115473237 A 2022.12.13 CN 115473237 A 1.一种虚拟同步发电机并网系统输出功率低频振荡抑制方法， 其特征在于， 包括以下 步骤： 将分布式电源经由逆变 器接入电网母线； 逆变器采用虚拟同步发电机控制方法， 采集电容电压幅值、 输出的瞬时有功功率和无 功功率信息， 计算角频率偏差和电压幅值偏差； 将角频率偏差作为频率前馈补偿器的输入信号； 频率前馈补偿器的输出信号作为补偿信号， 与电压幅值偏差求和， 得到总电压幅值偏 差； 将角频率偏差与额定频率 求和， 得到角频率 参考值； 总电压幅值偏差与额定电压幅值 求和， 得到电压幅值 参考值； 根据角频率 参考值和电压幅值 参考值生成电压参 考值， 进行内环控制。 2.根据权利要求1所述的一种虚拟同步发电机并网系统输出功率低频振荡抑制方法， 其特征在于， 将逆变 器控制成电压源。 3.根据权利要求1所述的一种虚拟同步发电机并网系统输出功率低频振荡抑制方法， 其特征在于， 逆变器的电容电压幅值VC、 输出的瞬时有功功率P和无功功率Q， 通过下式计算 得出： P＝vCaioa+vCbiob+VCcioc 其中， vCa、 vCb和vCc分别为三相电容电压的测量值， ioa、 iob和ioc分别为三相输出电流的 测量值， vCα和vCβ分别为两相静止坐标系下电容电压的α 轴分量和β 轴分量。 4.根据权利要求1所述的一种虚拟同步发电机并网系统输出功率低频振荡抑制方法， 其特征在于， 角频率偏差 Δω和电压幅值偏差 ΔE1的计算方法如下： 其中， P0和Q0分别为有功功率和无功功率的给定值， ω0和E0分别为额定角频率和额定电 压幅值， J为虚拟惯量， K为积分系数， Dp为有功功率和角频率之间的稳态下垂系数， Dq为无功 功率和电压幅值之间的稳态下垂系数， Q 为无功功率， VC为电容电压幅值。 5.根据权利要求1所述的一种虚拟同步发电机并网系统输出功率低频振荡抑制方法， 其特征在于， 频率前馈补偿器通过一个一阶高通滤波器和一个线性控制器串联而成。 6.根据权利要求1所述的一种虚拟同步发电机并网系统输出功率低频振荡抑制方法， 其特征在于， 前馈补偿器中的线性控制器G的传递 函数为： 权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115473237 A 2其中， Kdamp为控制器的增益， 参数T1、 T2和β 均为用于调节相位补偿量。 7.根据权利要求1所述的一种虚拟同步发电机并网系统输出功率低频振荡抑制方法， 其特征在于， 频率前馈补偿器的输出补偿信号ΔE2和总电压幅值偏差ΔE， 由下式计算得 出： ΔE2＝GHPF(s)G(s)Δ ω ΔE＝ΔE1+ΔE2 其中， GHPF(s)为一阶高通滤波器的传递函数， ΔE1为电压幅值偏差， ΔE2为频率前馈补 偿器的输出补偿信号。 8.根据权利要求1所述的一种虚拟同步发电机并网系统输出功率低频振荡抑制方法， 其特征在于， 角频率 参考值ω的计算方法如下： ω＝ω0+Δω 其中， ω0为额定角频率， Δ ω为角频率偏差 。 9.根据权利要求1所述的一种虚拟同步发电机并网系统输出功率低频振荡抑制方法， 其特征在于， 电压幅值 参考值E的计算方法如下： E＝E0+ΔE 其中， E0为额定电压幅值， Δ E为总电压幅值偏差 。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115473237 A 3