华能国际电力江苏能源开发有限公司清洁能源分公司;华能如东八仙角海上风力发电有限责任公司;华能国际电力江苏能源开发有限公司;河海大学顾健威获国家专利权
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龙图腾网获悉华能国际电力江苏能源开发有限公司清洁能源分公司;华能如东八仙角海上风力发电有限责任公司;华能国际电力江苏能源开发有限公司;河海大学申请的专利虚拟同步机低电压穿越控制方法、系统与介质获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN120824788B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-12-09发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202511317365.1,技术领域涉及:H02J3/24;该发明授权虚拟同步机低电压穿越控制方法、系统与介质是由顾健威;阮克俭;周海强;朱培聪;李冬;刘祚人;陈昭光;丛鹏设计研发完成,并于2025-09-16向国家知识产权局提交的专利申请。
本虚拟同步机低电压穿越控制方法、系统与介质在说明书摘要公布了:本发明涉及智能电网技术领域,公开一种虚拟同步机低电压穿越控制方法、系统与介质,该方法首先基于虚拟同步机电气量判断其运行状态,并在兼顾虚拟同步机暂态稳定性以及最大输出功率容量的基础上,通过故障期间调整有功参考值确保工作运行点存在,可最大化利用虚拟同步机换流器的电流容量,提升虚拟同步机动态无功电压支撑能力及系统暂态同步稳定性。同时在故障恢复阶段,基于虚拟内电势稳态幅值补偿控制,避免虚拟同步机无功电压积分控制在故障恢复时因内电势幅值过大引发的有功功率冲击;促使无功功率快速恢复至正常值,减少积分控制导致的无功超发,降低电压故障结束时刻的电压峰值,提高系统暂态电压稳定性。
本发明授权虚拟同步机低电压穿越控制方法、系统与介质在权利要求书中公布了:1.一种虚拟同步机低电压穿越控制方法,其特征在于,包括以下步骤: 获取并网点的机端电压与机端电流,以及虚拟同步机的虚拟内电势和相角,将三相交流量进行Park变换并计算虚拟同步机的并网输出功率; 基于机端电压以及虚拟内电势进行状态辨识,判断虚拟同步机的运行状态,包括正常运行阶段、故障持续阶段以及故障恢复阶段; 在有功控制环节,基于虚拟同步机的运行状态动态修正虚拟同步机的有功参考量,并基于修正的虚拟同步机的有功参考量调节虚拟相角,使得虚拟同步机的并网输出有功功率与有功参考量趋于一致; 在无功‑电压控制环节,基于虚拟同步机的运行状态动态修正虚拟同步机的虚拟内电势,获得虚拟同步机在不同运行状态下的虚拟内电势; 根据虚拟同步机在不同运行状态下的虚拟内电势以及虚拟相角,经过虚拟同步控制输出变流器三相参考电压;以及根据变流器三相参考电压经PWM调制,生成用于驱动变流器的门极信号; 所述基于机端电压以及虚拟内电势进行状态辨识,判断虚拟同步机的运行状态,包括: 配置虚拟同步机的运行状态标志位S1与S2; 根据机端电压、虚拟内电势以及虚拟同步机进入低电压穿越的阈值Uth,进行虚拟同步机的运行状态辨识: 当UT ≤ Uth时,判断虚拟同步机处于故障持续阶段,置标志位S1=1且S2=0,并采样虚拟内电势E进入故障前的稳态值为E0,UT表示电压幅值,为机端电压在d轴和q轴分量的矢量和; 当UT> Uth且|E0‑ E|<ε时,判断虚拟同步机完成低电压穿越进入正常运行阶段,置标志位S1=0且S2=0; 当UT> Uth且|E0‑ E|≥ε时,判断虚拟同步机处于故障恢复阶段,置标志位S1=0且S2=1,其中ε为预设偏差阈值; 所述在有功控制环节,基于虚拟同步机的运行状态动态修正虚拟同步机的有功参考量,并基于修正的虚拟同步机的有功参考量调节虚拟相角,使得虚拟同步机的并网输出有功功率与有功参考量趋于一致,包括: 根据虚拟同步机的运行状态标志位S1与S2,确定虚拟同步机的运行状态; 根据不同的运行状态,在有功控制环节动态选择虚拟同步机的不同有功参考量Pref;以及根据不同运行状态下虚拟同步机的有功参考量Pref与虚拟同步机并网输出有功功率Ps的偏差,调节虚拟相角θv,使有功参考量Pref与并网输出有功功率Ps趋于一致,以控制暂态稳定性,有功控制动态方程如下: TJ×dωvdt= Pref‑ Ps‑ Dωv ‑ ωref; dθvdt = ωv; 其中,TJ表示惯性时间常数,D表示阻尼系数,ωv与ωref分别表示虚拟同步机的角速度实际值与参考值; 其中,不同运行状态下虚拟同步机的有功参考量Pref修正如下: 在正常运行阶段,虚拟同步机的有功参考量Pref设定为:Pref= PN,稳态时Pref= Ps,ωref =ωv; 在故障持续阶段,Pref≠ Ps,ωv和θv按照有功控制动态方程变化,虚拟同步机的有功参考量Pref设定为: ; 其中,PN表示虚拟同步机的有功参考量额定值,Qs表示虚拟同步机并网输出无功功率,Ilim表示换流器电流限幅值; 在故障恢复阶段,虚拟同步机的有功参考量Pref设定为:Pref= PN。
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