解决虚拟同步机暂态问题的微分功率反馈和低通惯性方法与流程

1.本发明涉及电力电子变流器技术领域，尤其是涉及解决虚拟同步机暂态问题的微分功率反馈和低通惯性方法。


背景技术：

2.随着分布式电源的迅速发展，其在电网中的占比也迅速提高。但这也带来许多挑战，尤其是其带来的电力系统的惯量的减少，导致电力系统暂态过程中的频率最大偏移超标，破坏电网频率稳定性，为了让分布式能源系统具有传统发电机一样的惯性，虚拟同步机技术应运而生。
3.虚拟同步机技术能为电网或孤岛微网提供惯性支撑的电压源型逆变器控制方案。然而，虚拟同步机技术复杂的电磁特性使得在功率指令阶跃或外部出现扰动时，会出现较大的输出有功功率振荡和输出频率振荡。
4.当前抑制虚拟同步机并网模式功率响应暂态振荡的方案主要分为四种，即参数配置、采用变化的转动惯量、增加虚拟阻抗和改变虚拟同步机的控制结构。专利文献cn114552675a提供了一种基于虚拟同步机的并网逆变器暂态稳定性控制方法及装置，利用无功反馈来实现有功功率的振荡抑制，但容易出现有功与无功功率的耦合，而且所提出的暂态补偿功率支路中的比例系数难以确定；专利文献cn108418256b提供了一种基于输出微分反馈的虚拟同步机自适应控制方法，但该方法使用动态虚拟惯量削弱了虚拟同步机本身的惯量支撑特性，带来了更高的非线性因素，而其中的微分反馈环节又放大了采样过程中的噪声，降低了系统稳定性；专利文献cn104734598b提供了一种基于带通阻尼电压型变流器虚拟同步电机控制方法，该方引入的带通滤波器会使虚拟同步机的阻尼特性发生改变，增加系统的阶数，容易带来稳定性问题，且参数难以设计；专利文献cn111478365b提供了一种直驱风电机组虚拟同步机控制参数的优化方法及系统，增加阻尼系数会降低系统动态特性。在电网中或孤岛微电网的各种限制下，难以通过核心参数配置的方式来降低传统虚拟同步机在功率指令阶跃或外部出现扰动时所出现的功率和频率振荡；专利文献cn111917133b提供了一种基于动态虚拟阻抗的虚拟同步机阻尼效应的控制方法，该方法设计过程复杂，而且变化的虚拟惯量会改变系统的频率支撑特性；专利文献cn111917133b提供了一种基于动态虚拟阻抗的虚拟同步机阻尼效应的控制方法，但需要明确系统具体参数，动态调节虚拟阻抗的非线性环节过于复杂，难以实用。


技术实现要素：

5.针对现有技术中的缺陷，本发明提供解决虚拟同步机暂态问题的微分功率反馈和低通惯性方法。
6.本发明的实施例是这样实现的，本发明提供解决虚拟同步机暂态问题的微分功率反馈和低通惯性方法，所述方法包括：获取虚拟同步机的逆变器输出的有功和无功潮流功率；对所述有功和无功潮流功率进行小信号线性化处理，得到所述虚拟同步机的精确小信
号关系式；利用所述精确小信号关系式建立所述虚拟同步机的小信号模型；根据所述小信号模型，采用微分功率反馈和低通惯性策略对所述虚拟同步机的暂态振荡进行抑制。本发明能提前感知虚拟同步机输出有功功率的波动和变化，降低功率指令和反馈功率之间的功率误差对逆变器输出频率的不良影响，抑制频率波动，改善虚拟同步机的暂态特性。
7.可选地，所述有功和无功潮流功率包括有功功率和无功功率，所述有功功率和所述无功功率分别满足如下关系：，，其中，p为所述有功功率，q为所述无功功率，为有功电流，为无功电流，为并网点输出电压d轴分量的小信号变化量，为并网点输出电压q轴分量的小信号变化量。
8.可选地，还包括如下步骤：依据所述无功功率对所述虚拟同步机进行下垂积分控制。
9.可选地，所述依据输出无功功率对所述虚拟同步机进行下垂积分控制的控制方程满足如下关系：
10.其中，为输出端电压指令，为无功功率下垂控制系数，k为积分控制器的增益，s为拉氏变换算子，为输出端电压额定值，为输出电压采样值，为无功功率指令值，为实际输出无功功率。
11.可选地，所述精确小信号关系式满足如下关系：，，，，，，，，，
其中，为有功功率小信号变化量，为无功功率小信号变化量，s为拉氏变换算子，δ为所述虚拟同步机与电网之间的功角差，为线性化功角差，e为所述虚拟同步机的输出端电压，为输出电压小信号变化量，为电网电压，为电网电压小信号变化量，为电网基波阻抗，为并网点与所述电网之间的线路阻抗，为所述虚拟同步机到电网的线路电感，为从所述虚拟同步机与所述电网之间的功角差到输出有功功率的传递函数，为所述输出端电压到输出有功功率的传递函数，为所述电网电压到输出有功功率的传递函数，为从所述虚拟同步机与所述电网之间的功角差到输出无功功率的传递函数，为所述输出端电压到输出无功功率的传递函数，为所述电网电压到输出无功功率的传递函数。
12.可选地，所述精确小信号关系式包括所述有功功率与所述无功功率之间的耦合项。
13.可选地，所述小信号模型包括有功功率控制环节、无功功率控制环节、电压电流双环和逆变器物理模型。
14.进一步的，所述小信号模型考虑了虚拟同步机功率控制环节有功功率与无功功率之间的耦合，因此准确性极高。
15.可选地，所述根据所述小信号模型，采用微分功率反馈和低通惯性策略对所述虚拟同步机的暂态振荡进行抑制包括如下步骤：根据所述小信号模型，在所述小信号模型的功率指令信号和功率输出信号之间添加加速度反馈路径；根据所述小信号模型，在所述小信号模型的惯性控制部分中增加了低通滤波环节；利用所述加速度反馈路径和所述低通滤波环节对所述虚拟同步机的暂态振荡进行抑制。
16.进一步的，所述加速度反馈路径能实现提前感知输出有功功率的波动和变化，所述低通滤波环节能降低所述加速度反馈路径带来的高频噪声，等效增加虚拟同步机系统的输出阻尼，保证系统整体的稳定和无稳态误差特性，有利于改善所述虚拟同步机的暂态性能。
17.可选地，所述加速度反馈路径和所述低通滤波环节的传递函数分别满足如下关系：，，其中，为所述加速度反馈路径的传递函数，s为拉氏变换算子，为所述加速度反馈路径的比例系数；为所述低通滤波环节的传递函数，为所述低通滤波环节的带宽调整系数。
18.进一步的，在所述加速度反馈路径和所述低通滤波环节的传递函数中，可调节的
参数设置简单，便于调节，不会带来不确定性和非线性因素，有利于提高虚拟同步机的稳定性。
19.可选地，采用所述微分功率反馈和低通惯性策略之后，所述虚拟同步机的环路增益满足如下关系：
20.其中，为所述环路增益，为所述比例系数，为所述带宽调整系数，s为拉氏变换算子，j为虚拟转动惯量，为额定角频率，d为下垂系数，为从虚拟同步机与电网之间的功角差到输出有功功率的传递函数，为虚拟同步机输出端电压到输出有功功率的传递函数，为从虚拟同步机与电网之间的功角差到输出无功功率的传递函数，为虚拟同步机输出端电压到输出无功功率的传递函数，为无功功率控制器的等效传递函数。
21.为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举可选实施例，并配合相关附图作详细说明如下。
附图说明
22.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它相关的附图。
23.图1为本发明实施例的解决虚拟同步机暂态问题的微分功率反馈和低通惯性方法的流程图；图2为本发明实施例的小信号模型示意图；图3为本发明实施例的虚拟同步机的bode图；图4为本发明实施例的解决虚拟同步机暂态问题的微分功率反馈和低通惯性方法的模型示意图；图5为本发明实施例的虚拟同步机，与使用本发明提供方法后的虚拟同步机的频率偏移量曲线示意图；图6为本发明实施例的虚拟同步机，以及使用本发明提供方法的虚拟同步机有功功率响应曲线示意图。
24.其中： 1-虚拟同步机控制器，2-功率传输模型，3-加速度反馈路径，4-惯性控制部分。
具体实施方式
25.下面将详细描述本发明的具体实施例，应当注意，这里描述的实施例只用于举例说明，并不用于限制本发明。在以下描述中，为了提供对本发明的透彻理解，阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本发
明。在其他实例中，为了避免混淆本发明，未具体描述公知的电路，软件或方法。
26.在整个说明书中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着：结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本发明至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“在一个实施例中”、“在实施例中”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合和、或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的示图都是为了说明的目的，并且示图不一定是按比例绘制的。
27.需要提前说明的是，在一个可选地实施例当中，除了做出独立的说明之外，其它的在所有公式中出现的相同的符号或字母带表的含义和数值相同。
28.在一个可选地实施例当中，本发明以输出无功功率为参考对所述虚拟同步机进行下垂积分控制，控制方程满足如下关系：
29.其中，为输出端电压指令，为无功功率下垂控制系数，k为积分控制器的增益，s为拉氏变换算子，为输出端电压额定值，为输出电压采样值，为无功功率指令值，为实际输出无功功率。
30.具体的，在本实施例中，以输出无功功率为参考对所述虚拟同步机进行下垂积分控制，可以稳定所述虚拟同步机的输出电压，便于调节输出无功功率，有利于获取所述虚拟同步机的无功功率与有功功率之间的耦合关系。
31.请参见图1，在一个可选地实施例当中，本发明提供了解决虚拟同步机暂态问题的微分功率反馈和低通惯性方法，包括如下步骤：s1、获取虚拟同步机的逆变器输出的有功和无功潮流功率。
32.具体的，在本实施例中，通过传统虚拟同步机的等效功率传输模型和瞬时功率理论得到所述有功和无功潮流功率，所述有功和无功潮流功率包括有功功率和无功功率，所述有功功率和所述无功功率分别满足如下关系：，，其中，p为所述有功功率，q为所述无功功率，为有功电流，为无功电流，为并网点输出电压d轴分量的小信号变化量，为并网点输出电压q轴分量的小信号变化量。
33.s2、对所述有功和无功潮流功率进行小信号线性化处理，得到所述虚拟同步机的精确小信号关系式。
34.具体的，在本实施例中，所述精确小信号关系式满足如下关系：，，
，，，，，，，其中，为有功功率小信号变化量，为无功功率小信号变化量，δ为所述虚拟同步机与电网之间的功角差，为线性化功角差，e为所述虚拟同步机的输出端电压，为输出电压小信号变化量，为电网电压，为电网电压小信号变化量，为电网基波阻抗，为并网点与所述电网之间的线路阻抗，为所述虚拟同步机到电网的线路电感，为从所述虚拟同步机与所述电网之间的功角差到输出所述有功功率的传递函数，为所述输出端电压到输出所述有功功率的传递函数，为所述电网电压到输出所述有功功率的传递函数，为从所述虚拟同步机与所述电网之间的功角差到输出所述无功功率的传递函数，为所述输出端电压到输出所述无功功率的传递函数，为所述电网电压到输出所述无功功率的传递函数。
35.进一步的，所述精确小信号关系式包括所述有功功率与所述无功功率之间的耦合项，因此所述精确小信号关系式的准确性极高，能够准确反映所述虚拟同步机的功率控制环节各个响应之间的真实关系，为后续步骤提供理论基础。
36.s3、利用所述精确小信号关系式建立所述虚拟同步机的小信号模型。
37.具体的，在本实施例中，请参见图2，所述小信号模型包括有功功率控制环节、无功功率控制环节、电压电流双环和逆变器物理模型。所述小信号模型相比与现有的虚拟同步机的简略模型，考虑了所有能够影响所述有功功率与所述无功功率的因素，包括电容电压、所述电网电压、以及功率角，并且不同于以往忽略所述有功功率与所述无功功率之间的耦合，所述小信号模型将耦合项也涵盖了，因此所述小信号模型相比与现有的虚拟同步机的简略模型更加精确，可以为所述虚拟同步机的暂态振荡抑制提供良好的理论基础。
38.进一步的，图2中的虚拟同步机控制器1代表所述虚拟同步机的功率控制环节，包括所述有功功率控制环节和所述无功功率控制环节，图2中的功率传输模型2是对所述虚拟同步机的所述电压电流双环以及所述逆变器物理模型的表达。不难看出，对于所述虚拟同步机而言，其有功功率潮流不仅受到设定的所述有功功率指令值和所述电网频率的影响，同时，由于有功无功耦合，还会受到设定的所述无功功率指令值和所述电网电压的影响。
39.更进一步的，请参见图3，传统虚拟同步机即未使用本发明提供的方法的所述虚拟同步机，由于有功潮流中固有积分环节带来的相位滞后恶化了所述虚拟同步机的相位裕度，导致所述虚拟同步机的幅频特性曲线以-40db/dec穿越0db线，恶化了虚拟同步机功率控制的暂态性能。
40.s4、根据所述小信号模型，采用微分功率反馈和低通惯性策略对所述虚拟同步机的暂态振荡进行抑制。
41.其中，请参见图4，s4具体又包括如下步骤：s41、根据所述小信号模型，在所述小信号模型的功率指令信号和功率输出信号之间添加加速度反馈路径。
42.具体的，在本实施例中，所述加速度反馈路径3的传递函数满足如下关系：
43.其中，为所述加速度反馈路径3的传递函数，为所述加速度反馈路径3的比例系数。
44.进一步的，所述比例系数表征着所述虚拟同步机的输出有功功率以其加速度形式反馈的大小，所述比例系数越大，所述虚拟同步机的输出有功功率以其加速度形式反馈的大小就越大，功率反馈就越强，因此所述虚拟同步机的功率响应速度就越快，所以通过改变所述比例系数可以调节所述虚拟同步机在暂态时的功率响应速度，提高虚拟同步机系统在暂态时输出有功功率的稳定性。
45.更进一步的，由于所述加速度反馈路径3位于所述小信号模型的功率指令信号和功率输出信号之间，因此所述比例系数等价于输出有功功率的变化率，通过调节所述比例系数即可改变所述虚拟同步机输出有功功率的变化率，所以通过所述比例系数可以提前感知输出有功功率的波动和变化，并根据虚拟同步机输出有功功率波形的实际情况调节所述比例系数，解决了虚拟同步机在暂态时面对功率指令或输出功率突变造成输出有功功率出现较大振荡的问题。
46.s42、根据所述小信号模型，在所述小信号模型的惯性控制部分中增加了低通滤波环节。
47.具体的，在本实施例中，所述低通滤波环节的传递函数满足如下关系：
48.其中，为所述低通滤波环节的传递函数，为所述低通滤波环节的带宽调整系数。
49.进一步的，所述带宽调整系数表征着对通过所述惯性控制部分4的信号进行的一个平滑处理，通过调节所述带宽调整系数可以调节所述低通滤波环节的带宽，对所述虚拟同步机中的信号频率进行选择性的滤除，有利于提高虚拟同步机系统在暂态时输出频率的稳定性。
50.更进一步的，使用所述加速度反馈路径3提高虚拟同步机系统输出功率稳定性的同时，也会放大虚拟同步机系统中的高频噪声，进而影响虚拟同步机输出频率的稳定性。因此，可以根据所述比例系数的大小调节所述带宽调整系数的大小，使得在不提升虚拟同步
机系统阶数的情况下，所述低通滤波环节能够完全抑制通过所述惯性控制部分4的信号中的高频噪声，保持虚拟同步机系统的频率支撑特性，提高虚拟同步机系统在暂态时输出频率的稳定性。同时，所述低通滤波环节也等效增加虚拟同步机系统的输出阻尼，保证虚拟同步机系统系统整体的稳定和无稳态误差特性。因此，所述低通滤波环节可以调节虚拟同步机系统的频率响应特性，解决了所述虚拟同步机在暂态时面对功率指令或输出功率突变造成输出频率出现较大振荡的问题。
51.s43、利用所述加速度反馈路径和所述低通滤波环节对所述虚拟同步机的暂态振荡进行抑制。
52.具体的，在本实施例中，利用所述加速度反馈路径3解决虚拟同步机在暂态时面对功率指令或输出功率突变造成输出有功功率出现较大振荡的问题，利用所述低通滤波环节解决所述虚拟同步机在暂态时面对功率指令或输出功率突变造成输出频率出现较大振荡的问题。因此利用所述加速度反馈路径3和所述低通滤波环节可以改善所述虚拟同步机的暂态性能，抑制所述虚拟同步机的暂态振荡。
53.进一步的，采用所述微分功率反馈和低通惯性策略之后，所述虚拟同步机的环路增益满足如下关系：
54.其中，为所述环路增益，为额定角频率，d为下垂系数，为无功功率控制器的等效传递函数。由于所述比例系数和所述带宽调整系数是可调的，因此在采用所述微分功率反馈和低通惯性策略之后，所述虚拟同步机的环路增益可以通过调节所述比例系数和所述带宽调整系数来控制，保证所述虚拟同步机的环路增益不会减小，有利于改善所述虚拟同步机的整体性能，抑制所述虚拟同步机的暂态振荡。
55.更进一步的，所述加速度反馈路径3和所述低通滤波环节的参数设置简单，便于调节，可控的调节参数不会增加虚拟同步机系统中的不确定性因素和非线性因素，也不会削弱虚拟同步机本身的惯量支撑特性。
56.以下将通过具体的实验结果来证明本发明提供的方法的可行性与优越性。
57.具体的，在本实施例中，请参见图5，传统方案即所述虚拟同步机，本发明对应方案即使用本发明提供方法后所述虚拟同步机，在频率变化方面，所述本发明对应方案对输出频率振荡的抑制相较于所述传统方案也有着明显的优势，在并网功率指令改变后，所述本发明对应方案的频率变化曲线相较于所述传统方案的频率变化曲线更加平滑，这意味本发明提供的方法对输出频率的振荡也有着很好的抑制效果，对并网的频率支撑能力更强，有更好的电网友好型，同时更加平滑的系统输出频率也有利于抑制所述输出有功功率的振荡。
58.具体的，在本实施例中，请参见图6，图中虚线表现的是传统方案，即所述虚拟同步机所对应的输出有功功率曲线，实线为本发明对应方案，即使用本发明提供方法后所述虚拟同步机所对应的输出有功功率曲线，在图5中，0.1s时有功功率指令出现10kw的阶跃。
59.进一步的，在并网运行的情况下，当设定输出有功功率突变10kw时，所述传统方案的输出有功功率曲线出现了较大的振荡，超调量达到了惊人的70%，最后逐渐稳定到10kw，
没有稳态误差。输出有功功率的过大振荡会对所述虚拟同步机的安全稳定运行带来巨大的威胁，可能会导致基于电力电子设备的虚拟同步机因过流而自动关机并离网运行，甚至可能损坏电力电子设备。
60.需要说明的是，在一些情况下，在说明书中记载的动作可以按照不同的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果，在本实施例中，所给出的步骤顺序仅仅是为了使实施例看起来更加清晰明了，方便说明，而非对其限制。
61.综上所述，本发明所提供的方法通过在虚拟同步机中引入加速度反馈路径和低通滤波环节，并通过调节加速度反馈路径和低通滤波环节中的相关参数，实现提前感知对虚拟同步机输出有功功率的波动和变化，加快功率响应速度和对高频噪声的抑制，降低功率指令和反馈功率之间的功率误差对逆变器输出频率的不良影响，进而抑制虚拟同步机在暂态时输出有功功率和输出频率的振荡，改善了虚拟同步机的暂态性能。此外，本发明的参数设置简单，便于调节，实用性强，而且可控的调节参数不会增加虚拟同步机系统中的不确定性因素、非线性因素以及虚拟同步机系统的阶数，也不会削弱虚拟同步机本身的惯量支撑特性，有利于虚拟同步机的进一步推广和应用。
62.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

技术特征：
1.解决虚拟同步机暂态问题的微分功率反馈和低通惯性方法，其特征在于，包括如下步骤：获取虚拟同步机的逆变器输出的有功和无功潮流功率；对所述有功和无功潮流功率进行小信号线性化处理，得到所述虚拟同步机的精确小信号关系式；利用所述精确小信号关系式建立所述虚拟同步机的小信号模型；根据所述小信号模型，采用微分功率反馈和低通惯性策略对所述虚拟同步机的暂态振荡进行抑制。2.根据权利要求1所述的解决虚拟同步机暂态问题的微分功率反馈和低通惯性方法，其特征在于，所述有功和无功潮流功率包括有功功率和无功功率，所述有功功率和所述无功功率分别满足如下关系：，，其中，p为所述有功功率，q为所述无功功率，为有功电流，为无功电流，为并网点输出电压d轴分量的小信号变化量，为并网点输出电压q轴分量的小信号变化量。3.根据权利要求2所述的解决虚拟同步机暂态问题的微分功率反馈和低通惯性方法，其特征在于，还包括如下步骤：依据所述无功功率对所述虚拟同步机进行下垂积分控制。4.根据权利要求3所述的解决虚拟同步机暂态问题的微分功率反馈和低通惯性方法，其特征在于，所述依据所述无功功率对所述虚拟同步机进行下垂积分控制的控制方程满足如下关系：，其中，为输出端电压指令，为无功功率下垂控制系数，k为积分控制器的增益，s为拉氏变换算子，为输出端电压额定值，为输出电压采样值，为无功功率指令值，为实际输出无功功率。5.根据权利要求1所述的解决虚拟同步机暂态问题的微分功率反馈和低通惯性方法，其特征在于，所述精确小信号关系式满足如下关系：，，，，，
，，，，其中，为有功功率小信号变化量，为无功功率小信号变化量，s为拉氏变换算子，δ为所述虚拟同步机与电网之间的功角差，为线性化功角差，e为所述虚拟同步机的输出端电压，为输出电压小信号变化量，为电网电压，为电网电压小信号变化量，为电网基波阻抗，为并网点与所述电网之间的线路阻抗，为所述虚拟同步机到电网的线路电感，为从所述虚拟同步机与所述电网之间的功角差到输出有功功率的传递函数，为所述输出端电压到输出有功功率的传递函数，为所述电网电压到输出有功功率的传递函数，为从所述虚拟同步机与所述电网之间的功角差到输出无功功率的传递函数，为所述输出端电压到输出无功功率的传递函数，为所述电网电压到输出无功功率的传递函数。6.根据权利要求5所述的解决虚拟同步机暂态问题的微分功率反馈和低通惯性方法，其特征在于：所述精确小信号关系式包括所述有功功率与所述无功功率之间的耦合项。7.根据权利要求6所述的解决虚拟同步机暂态问题的微分功率反馈和低通惯性方法，其特征在于：所述小信号模型包括有功功率控制环节、无功功率控制环节、电压电流双环和逆变器物理模型。8.根据权利要求7所述的解决虚拟同步机暂态问题的微分功率反馈和低通惯性方法，其特征在于，所述根据所述小信号模型，采用微分功率反馈和低通惯性策略对所述虚拟同步机的暂态振荡进行抑制包括如下步骤：根据所述小信号模型，在所述小信号模型的功率指令信号和功率输出信号之间添加加速度反馈路径；根据所述小信号模型，在所述小信号模型的惯性控制部分中增加了低通滤波环节；利用所述加速度反馈路径和所述低通滤波环节对所述虚拟同步机的暂态振荡进行抑制。9.根据权利要求8所述的解决虚拟同步机暂态问题的微分功率反馈和低通惯性方法，其特征在于，所述加速度反馈路径和所述低通滤波环节的传递函数分别满足如下关系：，，其中，为所述加速度反馈路径的传递函数，s为拉氏变换算子，为所述加速度反馈路径的比例系数；为所述低通滤波环节的传递函数，为所述低通滤波环节的带宽调整系数。
10.根据权利要求9所述的解决虚拟同步机暂态问题的微分功率反馈和低通惯性方法，其特征在于，采用所述微分功率反馈和低通惯性策略之后，所述虚拟同步机的环路增益满足如下关系：，其中，为所述环路增益，为所述比例系数，为所述带宽调整系数，s为拉氏变换算子，j为虚拟转动惯量，为额定角频率，d为下垂系数，为从虚拟同步机与电网之间的功角差到输出有功功率的传递函数，为虚拟同步机输出端电压到输出有功功率的传递函数，为从虚拟同步机与电网之间的功角差到输出无功功率的传递函数，为虚拟同步机输出端电压到输出无功功率的传递函数，为无功功率控制器的等效传递函数。

技术总结
本发明涉及电力电子变流器技术领域，尤其涉及解决虚拟同步机暂态问题的微分功率反馈和低通惯性方法，所述方法包括：获取虚拟同步机的逆变器输出的有功和无功潮流功率；对所述有功和无功潮流功率进行小信号线性化处理，得到所述虚拟同步机的精确小信号关系式；利用所述精确小信号关系式建立所述虚拟同步机的小信号模型；根据所述小信号模型，采用微分功率反馈和低通惯性策略对所述虚拟同步机的暂态振荡进行抑制。本发明能提前感知虚拟同步机输出有功功率的波动和变化，降低功率指令和反馈功率之间的功率误差对逆变器输出频率的不良影响，抑制频率波动，改善虚拟同步机的暂态特性。性。性。


技术研发人员：方健 田妍 尹旷 覃煜 林翔
受保护的技术使用者：广东电网有限责任公司广州供电局
技术研发日：2023.05.12
技术公布日：2023/8/13