專利名稱：靜電同步發(fā)電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于與電源相關(guān)聯(lián)的逆變器的控制設(shè)備。具體地說，所述控制設(shè)備使電源和逆變器一起在某些方面模仿同步發(fā)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。
背景技術(shù)：
由于經(jīng)濟(jì)、技術(shù)和環(huán)境的原因，越來越多的分布式能源將在未來的供電中起到重要的作用，其中分布式能源是例如熱電聯(lián)供(CHP)站和諸如風(fēng)力、太陽能、波力和潮汐能等可再生能源。EU已經(jīng)設(shè)定了到2010年在發(fā)電中可再生能源的比例達(dá)到22%的目標(biāo)，CHP的比例達(dá)到18%的目標(biāo)。目前，電源系統(tǒng)正在經(jīng)歷從集中式發(fā)電到分布式發(fā)電的巨大轉(zhuǎn)變。 這些分布式/可再生發(fā)電機(jī)中的大多數(shù)產(chǎn)生可變頻率的AC源、高頻AC或DC源，因此需要 DC-AC轉(zhuǎn)換器以與公用電網(wǎng)連接。術(shù)語“逆變器”將在本文中用于指代將DC變換為可控的 AC輸出的任意設(shè)備。例如，如果以可變的頻率發(fā)電，則風(fēng)輪機(jī)是最有效的，因此風(fēng)輪機(jī)需要從可變的頻率AC到DC到AC的轉(zhuǎn)換；具有直接驅(qū)動發(fā)電機(jī)的較小的燃?xì)廨啓C(jī)以較高的頻率操作，并且需要AC到DC到AC的轉(zhuǎn)換；光電池陣列需要DC-AC的轉(zhuǎn)換。越來越多的逆變器將被連接到電網(wǎng)，并且可能最終將控制發(fā)電。在所有這些情況下，使用相同的基本逆變器， 并且需要對這些逆變器進(jìn)行控制以給消費(fèi)者提供高質(zhì)量的電源波形。當(dāng)前控制風(fēng)力或太陽能發(fā)電機(jī)的形式是從電源中提取最大功率并且將該功率全部注入電網(wǎng)中。只要這些電源構(gòu)成電網(wǎng)容量的可忽略部分，則這是較好的策略，并且可以通過與電網(wǎng)的較大的傳統(tǒng)發(fā)電機(jī)相關(guān)聯(lián)的控制器來補(bǔ)償可再生發(fā)電機(jī)的功率波動。這些發(fā)電機(jī)中的一些發(fā)電機(jī)也將處理整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性和故障重新啟動。當(dāng)可再生發(fā)電機(jī)(特別是太陽能發(fā)電機(jī))提供大部分的電網(wǎng)功率時，這種“不負(fù)責(zé)任的”運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)(對它們而言)將變得不堪一擊。因此，當(dāng)今將存在以與傳統(tǒng)的發(fā)電機(jī)運(yùn)行的相同方式來對可再生發(fā)電機(jī)進(jìn)行操作的需要。這首先需要所有較大的且高效的能量存儲單元，使得可以濾除原動機(jī)的隨機(jī)波動，但是這也需要對分布式能源的輸出進(jìn)行適當(dāng)?shù)目刂?。存在兩個選擇。一種選擇是重新設(shè)計(jì)整個功率系統(tǒng)，并且改變其操作方式。另一種選擇是尋找一種將逆變器集成到現(xiàn)有系統(tǒng)中并且以與較大的同步發(fā)電機(jī)(SG)相同的方式運(yùn)轉(zhuǎn)的方法，其中所述同步發(fā)電機(jī)是如今的發(fā)電站中的主發(fā)電機(jī)。顯然地，第一鐘選擇經(jīng)濟(jì)效益不大。已經(jīng)提出，與分布式能源相關(guān)聯(lián)的逆變器應(yīng)該被操作以模仿同步發(fā)電機(jī)(SG)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。術(shù)語“靜電同步發(fā)電機(jī)(SSG) ”已經(jīng)由電氣和電子工程師協(xié)會(IEEE)定義以表示靜電的、自動換向的開關(guān)功率變換器，其中所述開關(guān)功率變換器由適當(dāng)?shù)碾娫垂╇姴⑶铱刹僮饕援a(chǎn)生一組可調(diào)節(jié)的多相輸出電壓，所述開關(guān)功率變換器可以耦合到AC功率系統(tǒng)以用于獨(dú)立地交換可控的有功功率和無功功率的目的。最初這被定義用于FACTS(靈活的 AC傳輸系統(tǒng))中的并聯(lián)控制器中的一個控制器。在此處借用該術(shù)語以表示像同步發(fā)電機(jī)一樣運(yùn)轉(zhuǎn)的逆變器。SSG具有SG的特征但是不具有轉(zhuǎn)動件(因此為靜電的)。通過這種方式，可以使分布式能源以結(jié)合傳統(tǒng)的同步發(fā)電機(jī)能被較好地理解的原理操作。H. P. Beck禾口 R. Hesse 于 2007年 10 月 9 至 11 曰在9th International Conferenceon Electrical Power Quality and Utilisation 中給出的題為“Virtual Synchronous Machine”的論文描述了虛擬同步發(fā)電機(jī)的基本概念，如同J. Driesen和J. Visscher于2008 年在 IEEE Power and Energy Society General-Conversion and Delivery of Electrical Energy in the 21st Century 的第 1 至3 頁中出版的"Virtual Synchronous Generators，， 論文一樣。這兩篇論文都沒有描述控制靜電同步發(fā)電機(jī)所需的系統(tǒng)的實(shí)用的細(xì)節(jié)，并且該方面仍然存在問題。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種用于逆變器的控制設(shè)備，該控制設(shè)備執(zhí)行同步發(fā)電機(jī)的模型，所述控制設(shè)備包括變量，其表示虛擬發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的角位置和旋轉(zhuǎn)速度，邏輯，其用于根據(jù)所測量的逆變器的輸出電流和表示虛擬激勵電流的變量來計(jì)算作用于所述虛擬發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的虛擬電磁轉(zhuǎn)矩，邏輯，其用于根據(jù)所述虛擬電磁轉(zhuǎn)矩和表示施加到所述虛擬發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的虛擬驅(qū)動轉(zhuǎn)矩的至少一個變量以及表示所述轉(zhuǎn)子的虛擬慣量的參數(shù)來計(jì)算所述虛擬轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度，以及邏輯，其用于根據(jù)表示虛擬發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的角位置和旋轉(zhuǎn)速度的變量和表示所述激勵電流的變量來計(jì)算控制信號，所述控制信號用于控制所述逆變器以產(chǎn)生與所述虛擬同步發(fā)電機(jī)的輸出對應(yīng)的AC輸出，所述控制設(shè)備還包括實(shí)現(xiàn)第一反饋回路的邏輯，在所述第一反饋回路中，所述虛擬發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度與基準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)速度的偏離被檢測并且被用于調(diào)節(jié)所述虛擬驅(qū)動轉(zhuǎn)矩，從而調(diào)節(jié)所述虛擬發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的角速度，因此調(diào)節(jié)來自所述逆變器的AC輸出的頻率和由所述逆變器供應(yīng)的有功功率。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種用于控制逆變器的方法，該方法包括通過以下步驟來對同步發(fā)電機(jī)進(jìn)行建模通過使用數(shù)字變量來表示虛擬發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的角位置和旋轉(zhuǎn)速度，測量所述逆變器的輸出電流，根據(jù)測量的逆變器輸出電流和表示虛擬激勵電流的變量來計(jì)算作用于所述虛擬發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的虛擬電磁轉(zhuǎn)矩，根據(jù)所述虛擬電磁轉(zhuǎn)矩和表示施加到所述虛擬發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的虛擬驅(qū)動轉(zhuǎn)矩的至少一個變量以及表示所述轉(zhuǎn)子的虛擬慣量的參數(shù)，來計(jì)算所述虛擬轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度，以及根據(jù)表示所述虛擬發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的角位置和旋轉(zhuǎn)速度的變量和表示所述激勵電流的變量來計(jì)算控制信號，所述控制信號用于控制所述逆變器以產(chǎn)生與所述虛擬同步發(fā)電機(jī)的輸出對應(yīng)的AC輸出，實(shí)現(xiàn)第一反饋回路，在所述第一反饋回路中，所述虛擬發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度與基準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)速度的偏離被檢測并且被用于調(diào)節(jié)所述虛擬驅(qū)動轉(zhuǎn)矩，從而調(diào)節(jié)所述虛擬發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度，并且因此調(diào)節(jié)來自所述逆變器的AC輸出的頻率和由所述逆變器供應(yīng)的有功功率。


現(xiàn)在將參照附圖、僅通過舉例說明的方式來描述本發(fā)明的具體實(shí)施方式
，其中圖1表示每相具有一對電極的理想的三相整圓轉(zhuǎn)子同步發(fā)電機(jī)的實(shí)際結(jié)構(gòu)；圖2是用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的逆變器的電路圖；圖3是虛擬同步發(fā)電機(jī)的框圖表示，該圖沒有控制邏輯；圖4與圖3相對應(yīng)但是包括控制邏輯；圖fe至圖5c是在根據(jù)本發(fā)明的SSG的仿真中頻率隨時間的變化的圖形；圖6a和圖6b分別是該仿真中的有功功率和無功功率的圖形；圖7a示出了在仿真期間SSG的端電壓的幅值變化，圖7b示出了在穩(wěn)態(tài)下來自SSG 的輸出的三個AC相位在非常短的周期的正弦變化；以及圖至圖8c是(a)頻率、(b)有功功率和無功功率以及(C)端電壓幅值的圖形， 它們均隨時間變化并且均是在SSG的第二仿真中獲得，這次處于島式模式。
具體實(shí)施例方式該描述的剩余部分被組織如下。在第I部分中，在沒有對信號進(jìn)行假設(shè)的情況下， 建立同步發(fā)電機(jī)的動態(tài)模型。雖然已經(jīng)在文獻(xiàn)中對SG的模型作了充分的描述，但是本文描述模型的方式比較新穎。然后，在第II部分中描述了如何實(shí)現(xiàn)逆變器以模擬同步發(fā)電機(jī)， 在第III部分中描述了體現(xiàn)本發(fā)明的用于控制SSG的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括用于負(fù)載均衡的頻率和電壓減弱機(jī)制，然后在第IV部分中給出了仿真結(jié)果。I、對同步發(fā)電機(jī)進(jìn)行建模本發(fā)明的該實(shí)施方式基于同步發(fā)電機(jī)的數(shù)學(xué)模型，該同步發(fā)電機(jī)被認(rèn)為是沒有假設(shè)信號的動態(tài)系統(tǒng)?？紤]圖1所示的發(fā)電機(jī)配置10，該發(fā)電機(jī)配置是整圓轉(zhuǎn)子機(jī)器(沒有阻尼繞組)，其每相具有P對電極并且在鐵芯中沒有飽和效應(yīng)。A、電部分在均勻空隙的周圍的槽中分布了三個相同的定子繞組12a至12c。定子繞組可以
認(rèn)為是具有自感L和互感Μ(Μ>0，其典型的值為1/2L，負(fù)號是由于f的相角引起的)的
集中線圈。激勵(轉(zhuǎn)子)繞組14可以認(rèn)為是具有自感Lf的集中線圈。激勵繞組14與三個定子線圈1 至12c中的每一個之間的互感隨著轉(zhuǎn)子角θ而變化如下Maf = MfCos ( θ )，這些繞組的磁鏈?zhǔn)?Db = -Mia+Lib-Mic+Mbfif，Φε = -Mia-Mib+Lic+Mcfif,Φ, = M丄+Mbfib+Mcfic+Lfif，其中，ia、ib和i。是定子的相電流，if是轉(zhuǎn)子的激勵電流，即，通過轉(zhuǎn)子繞組14的電流。表示
權(quán)利要求
1.一種用于逆變器的控制設(shè)備，所述控制設(shè)備實(shí)現(xiàn)同步發(fā)電機(jī)的模型，所述控制設(shè)備包括變量，其表示虛擬發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的角位置和旋轉(zhuǎn)速度，邏輯，其用于根據(jù)所測量的逆變器的輸出電流和表示虛擬激勵電流的變量來計(jì)算作用于所述虛擬發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的虛擬電磁轉(zhuǎn)矩，邏輯，其用于根據(jù)所述虛擬電磁轉(zhuǎn)矩和表示施加到所述虛擬發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的虛擬驅(qū)動轉(zhuǎn)矩的至少一個變量以及表示所述轉(zhuǎn)子的虛擬慣量的參數(shù)來計(jì)算所述虛擬轉(zhuǎn)子的所述旋轉(zhuǎn)速度，以及邏輯，其用于根據(jù)表示所述虛擬發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的角位置和旋轉(zhuǎn)速度的變量和表示所述激勵電流的變量來計(jì)算控制信號，所述控制信號用于控制所述逆變器產(chǎn)生與所述虛擬同步發(fā)電機(jī)的輸出對應(yīng)的AC輸出，所述控制設(shè)備還包括邏輯，其實(shí)現(xiàn)第一反饋回路，在所述第一反饋回路中，所述虛擬發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度與基準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)速度的偏離被檢測并且被用于調(diào)整所述虛擬驅(qū)動轉(zhuǎn)矩，從而調(diào)節(jié)所述虛擬發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的所述角速度，并且因此調(diào)節(jié)來自所述逆變器的所述AC輸出的頻率和由所述逆變器供應(yīng)的有功功率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制設(shè)備，還包括邏輯，其實(shí)現(xiàn)第二反饋回路，在所述第二反饋回路中，所測量的逆變器的輸出電壓與基準(zhǔn)值的偏離被檢測并且被用于調(diào)整所述虛擬激勵電流，從而調(diào)節(jié)所述逆變器的輸出電壓。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制設(shè)備，其中，無功功率與基準(zhǔn)水平的偏離被檢測并且被用于在所述第二反饋回路中調(diào)整所述虛擬激勵電流，從而調(diào)節(jié)由所述逆變器供應(yīng)的無功功率。
4.根據(jù)前面任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的控制設(shè)備，其中，所述第一反饋回路接收作為輸入的額定的虛擬驅(qū)動轉(zhuǎn)矩，所述額定的虛擬驅(qū)動轉(zhuǎn)矩被添加到通過所述反饋回路提供的所述虛擬驅(qū)動轉(zhuǎn)矩的校正值，以形成所述虛擬驅(qū)動轉(zhuǎn)矩，并且被添加到所述虛擬電磁轉(zhuǎn)矩，以確定作用于所述虛擬發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的總虛擬轉(zhuǎn)矩。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的控制設(shè)備，其中，作用于所述虛擬轉(zhuǎn)子的所述總虛擬轉(zhuǎn)矩被積分并且除以虛擬轉(zhuǎn)子動量，以確定所述虛擬發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的控制設(shè)備，其中，所述虛擬發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度與對應(yīng)于所述逆變器的期望的AC輸出頻率的基準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)速度之間的差值乘以頻率減弱系數(shù)，以形成所述虛擬驅(qū)動轉(zhuǎn)矩的校正值。
7.根據(jù)權(quán)利要求4至6中的任意一項(xiàng)所述的控制設(shè)備，其中，所述額定虛擬驅(qū)動轉(zhuǎn)矩是通過將表示期望的逆變器的實(shí)際輸出功率的輸入除以表示所述AC逆變器輸出的所述角速度的值來確定的。
8.根據(jù)前面任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的控制設(shè)備，其中，所述虛擬電磁轉(zhuǎn)矩被計(jì)算為所測量的逆變器輸出電流、所述虛擬激勵電流和所述虛擬發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的所述角位置的正弦或余弦函數(shù)的乘積。
9.根據(jù)前面任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的控制設(shè)備，其中，所述逆變器被控制以提供根據(jù)所述同步發(fā)電機(jī)的所述模型確定的交變輸出電壓。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的控制設(shè)備，其中，待由所述逆變器提供的所述交變輸出電壓被計(jì)算為所述虛擬發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的所述旋轉(zhuǎn)速度、所述虛擬激勵電流和所述虛擬發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的所述角位置的正弦或余弦函數(shù)的乘積。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的控制設(shè)備，其中，用于控制所述逆變器的所述控制信號被脈沖寬度調(diào)制，以使所述逆變器提供所計(jì)算的交變輸出電壓。
12.根據(jù)權(quán)利要求2或權(quán)利要求3或者附屬于權(quán)利要求2或權(quán)利要求3的隨后的任意一個權(quán)利要求所述的控制設(shè)備，其中，在所述第二反饋回路中，無功功率與其基準(zhǔn)水平之間的差值被添加到表示所測量的逆變器輸出電壓與其基準(zhǔn)值的偏離的電壓減弱變量，并且被積分以建立所述虛擬激勵電流。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的控制設(shè)備，其中，所述電壓減弱變量是通過將所測量的逆變器輸出電壓與其基準(zhǔn)值的偏離乘以電壓減弱系數(shù)來建立的。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的控制設(shè)備，其中，所測量的逆變器輸出電壓是所述逆變器的AC輸出的幅值。
15.根據(jù)前面任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的控制設(shè)備，該控制設(shè)備用于控制將被連接到配電網(wǎng)的逆變器，所述控制設(shè)備包括一設(shè)備，所述設(shè)備用于檢測所述配電網(wǎng)的AC頻率并且使用所述AC頻率來形成基準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)速度，所述基準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)速度在所述第一反饋回路中使用以控制所述虛擬發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的控制設(shè)備，還包括一設(shè)備，所述設(shè)備用于檢測所述配電網(wǎng)的AC相位、并且用于在將所述逆變器連接到所述電網(wǎng)之前重置所述虛擬發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的角位置以匹配所述電網(wǎng)的相位。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的控制設(shè)備，其中，所述配電網(wǎng)的頻率和相位是使用鎖相環(huán)獲得的。
18.一種用于調(diào)節(jié)來自電源的電功率的供應(yīng)的裝置，所述裝置包括根據(jù)前面的任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的可操作地連接到逆變器的控制設(shè)備，并且所述逆變器具有可經(jīng)由斷路器連接到供電網(wǎng)的至少一個輸出線。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的裝置，包括LC平滑電路，其被連接在所述逆變器與所述斷路器之間。
20.根據(jù)權(quán)利要求18或權(quán)利要求19所述的裝置，還包括耦合電感，其串聯(lián)在所述逆變器與所述斷路器之間。
21.一種用于控制逆變器的方法，包括通過以下操作來對同步發(fā)電機(jī)進(jìn)行建模通過使用數(shù)字變量來表示虛擬發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的角位置和旋轉(zhuǎn)速度，測量所述逆變器的輸出電流，根據(jù)測量的逆變器輸出電流和表示虛擬激勵電流的變量來計(jì)算作用于所述虛擬發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的虛擬電磁轉(zhuǎn)矩，根據(jù)所述虛擬電磁轉(zhuǎn)矩和表示施加到所述虛擬發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的虛擬驅(qū)動轉(zhuǎn)矩的至少一個變量以及表示所述轉(zhuǎn)子的虛擬慣量的參數(shù)，來計(jì)算所述虛擬轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度，以及根據(jù)表示所述虛擬發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的角位置和旋轉(zhuǎn)速度的所述變量和表示所述激勵電流的所述變量來計(jì)算控制信號，所述控制信號用于控制所述逆變器以產(chǎn)生與所述虛擬同步發(fā)電機(jī)的輸出對應(yīng)的AC輸出，實(shí)現(xiàn)第一反饋回路，在所述第一反饋回路中，所述虛擬發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度與基準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)速度的偏離被檢測，并且所述偏離被用于調(diào)整所述虛擬驅(qū)動轉(zhuǎn)矩，從而調(diào)節(jié)所述虛擬發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度，并且因此調(diào)節(jié)來自所述逆變器的所述AC輸出的頻率和由所述逆變器供應(yīng)的有功功率。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，還包括實(shí)現(xiàn)第二反饋回路，在所述第二反饋回路中，測量的逆變器輸出電壓與基準(zhǔn)值的偏離被檢測，所述偏離用于調(diào)整所述虛擬激勵電流，從而調(diào)節(jié)所述逆變器輸出電壓。
23.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中，無功功率與基準(zhǔn)水平的偏離被檢測，并且所述偏離被用于在所述第二反饋回路中調(diào)整所述虛擬激勵電流，從而調(diào)節(jié)由所述逆變器供應(yīng)的無功功率。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于控制與電源相關(guān)聯(lián)的逆變器的設(shè)備和方法，其中所述電源通常是分布式電源。逆變器的作用是對電功率輸出進(jìn)行調(diào)制，例如，以適當(dāng)?shù)碾妷禾峁┤郃C電輸出，其中，所述輸出將被供應(yīng)給傳統(tǒng)的配電網(wǎng)。本發(fā)明包括對同步發(fā)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)情況進(jìn)行建模。變量表示該虛擬同步發(fā)電機(jī)的虛擬轉(zhuǎn)子(14)的角位置和旋轉(zhuǎn)速度。施加于轉(zhuǎn)子上的電磁轉(zhuǎn)矩是根據(jù)所測量的逆變器的輸出電流和表示轉(zhuǎn)子中的激勵電流的變量來計(jì)算的?？紤]該轉(zhuǎn)矩和施加于虛擬轉(zhuǎn)子的理論上的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩(其在物理模擬中將由諸如引擎等一些原動機(jī)供應(yīng))以及轉(zhuǎn)子的虛擬慣量，來計(jì)算虛擬轉(zhuǎn)子的角速度。通過使用虛擬轉(zhuǎn)子的角位置和旋轉(zhuǎn)速度并且考慮前面提到的激勵電流，可以獲得在虛擬發(fā)電機(jī)的定子中感應(yīng)的cmf。在此基礎(chǔ)上，生成控制信號，該控制信號使逆變器產(chǎn)生與由虛擬同步發(fā)電機(jī)提供的輸出對應(yīng)的AC輸出。必須對同步發(fā)電機(jī)進(jìn)行調(diào)節(jié)，也必須對本發(fā)明的虛擬同步發(fā)電機(jī)進(jìn)行調(diào)節(jié)。為此，本發(fā)明提供了反饋回路，在該反饋回路中，虛擬發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度與基準(zhǔn)角速度的偏離被檢測，并且所述偏離用于調(diào)節(jié)虛擬驅(qū)動轉(zhuǎn)矩，從而調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度，并且因此調(diào)節(jié)AC輸出的頻率和由逆變器供應(yīng)的有功功率。
文檔編號H02P9/14GK102257720SQ200980151605
公開日2011年11月23日 申請日期2009年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月12日
發(fā)明者喬治·魏斯, 慶昌·鐘 申請人:雷蒙特亞特特拉維夫大學(xué)有限公司