一种虚拟同步发电机并网逆变器的控制方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110783962A(43)申请公布日2020.02.11(21)申请号201910309434.2(22)申请日2019.04.17(71)申请人上海电机学院地址200240上海市闵行区江川路690号(72)发明人李劲越陈国初蔡东伟(74)专利代理机构上海科盛知识产权代理有限公司31225代理人赵继明(51)Int.Cl.H02J3/40(2006.01)H02J3/38(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图3页(54)发明名称一种虚拟同步发电机并网逆变器的控制方法(57)摘要本发明涉及一种虚拟同步发电机并网逆变器的控制方法，包括以下步骤：步骤1：建立虚拟同步发电机的控制模型；步骤2：利用天牛须搜索算法对控制模型中的相关控制参数进行寻优，得出最优控制参数；步骤3：将最优控制参数输入到控制模型中进行并网后稳定运行控制。与现有技术相比，本发明采用天牛须搜索算法的方法寻找被控对象控制效果的最好参数组合。为了更好的达到电网有功-频率和无功-电压两种外特性，本发明中并网逆变器采用底层和外层控制，外层控制是模拟发电机外特性功率环，模拟频率下垂和电压下垂两种机制，最终优化效果好，实现简单。CN110783962ACN110783962A权利要求书1/2页1.一种虚拟同步发电机并网逆变器的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：建立虚拟同步发电机的控制模型；步骤2：利用天牛须搜索算法对控制模型中的相关控制参数进行寻优，得出最优控制参数；步骤3：将最优控制参数输入到控制模型中进行并网后稳定运行控制。2.根据权利要求1所述的一种虚拟同步发电机并网逆变器的控制方法，其特征在于，所述步骤1中的控制模型的优化目标函数为：式中，Uzol和Uzon分别为电容输出电压基波幅值和各次谐波幅值，上标*表示理论值，id2和iq2分别为并网侧电感电流d轴和q轴实际值，ed和eq分别为并网侧电感电流d轴和q轴误差，a和b为常系数，均取0.5，F表示优化目标函数。3.根据权利要求2所述的一种虚拟同步发电机并网逆变器的控制方法，其特征在于，所述步骤2中的相关控制参数的优化区间包括[0.1，3]、[1，100]、[1000，15000]和[500，600]。4.根据权利要求3所述的一种虚拟同步发电机并网逆变器的控制方法，其特征在于，所述步骤2中的天牛须搜索算法包括以下步骤：步骤21：给定控制模型中的相关控制参数维度、迭代次数、迭代权重，初始化初始位置、全局最优值和最优函数值；步骤22：生成一个随机矢量作为触角方向；步骤23：计算两个触角的位置；步骤24：获得左右两个触角对应的目标函数值并比较大小，若左触角小于右触角则天牛向左走，否则天牛向右走；步骤25：更新天牛下一个位置；步骤26：将天牛新位置对应的目标函数值和最优函数值进行比较并更新最优函数值；步骤27：计算天牛的下一步步长；步骤28：重复步骤23～步骤27直至达到最优解或满足迭代次数并最终输出最优解。5.根据权利要求4所述的一种虚拟同步发电机并网逆变器的控制方法，其特征在于，所述步骤23中两个触角的位置包括左触角的位置和右触角的位置，其对应的计算公式为：Xl＝Xt+dt*dir/2Xr＝Xt-dt*dir/2式中，Xt表示t时刻的天牛位置，dt表示t时刻天牛两须之间的距离，dir表示天牛触角方向，Xl表示天牛的左触角的位置，Xr表示天牛的右触角的位置。6.根据权利要求4所述的一种虚拟同步发电机并网逆变器的控制方法，其特征在于，所2CN110783962A权利要求书2/2页述步骤25中天牛下一个位置的计算公式为：Xt＝X(t-1)-step*dir*sign[F(Xl)-F(Xr)]式中，X(t-1)表示t-1时刻的天牛位置，step表示天牛搜索步长，sign表示符号函数，其自变量小于0时函数值为-1，等于0时函数值为0，大于0时函数值为1，F(Xl)和F(Xr)分别为天牛左触角和右触角位置对应的目标函数值。7.根据权利要求4所述的一种虚拟同步发电机并网逆变器的控制方法，其特征在于，所述步骤27中天牛下一步步长的计算公式为：stept＝step(t-1)*w式中，stept表示t时刻的天牛搜索步长，step(t-1)表示t-1时刻的天牛搜索步长，w表示迭代权重，其取值小于1。3CN110783962A说明书1/5页一种虚拟同步发电机并网逆变器的控制方法技术领域[0001]本发明涉及分布式风力发电系统技术领域，采用一种天牛须搜索BeetleAntennaeSearch(BAS)的算法用于寻找虚拟同步发电机并网最优控制参数，尤其是涉及一种虚拟同步发电机并网逆变器的控制方法。背景技术[0002]目前，虚拟同步发电机(VirtualSyn