本發(fā)明涉及構網控制，尤其是涉及一種基于微分控制器的改進型調度虛擬振蕩控制方法。
背景技術：
1、在新能源發(fā)展政策的推動下，可再生能源正在逐步替代傳統(tǒng)化石能源，電力系統(tǒng)正由同步機主導逐步向以電力電子設備主導的新型電力系統(tǒng)演進。隨著光伏、風電等新能源的大規(guī)模接入，系統(tǒng)慣性顯著下降，頻率波動性增強，電網穩(wěn)定性面臨嚴峻挑戰(zhàn)。為應對電力電子設備接入比例持續(xù)提高帶來的低慣量問題，構網型控制(gfm)因其可主動設定輸出電壓幅值與相位，具備調節(jié)頻率、維持電網穩(wěn)定等優(yōu)點，逐步成為新能源逆變器控制的發(fā)展方向。其中，可調度虛擬振蕩控制(dvoc)因其實現邏輯簡潔、參數依賴少，僅需測量輸出電流即可生成參考電壓信號，越來越受到研究者關注。該策略通過構建虛擬振蕩器電路，以電流反饋為基礎構造參考電壓向量，在保證輸出電壓諧波較低的同時，具有良好的動態(tài)響應特性與分布式可擴展性，適用于多機并聯與復雜系統(tǒng)結構。
2、然而，在目前的研究技術中，現有的dvoc策略在系統(tǒng)慣量提升、動態(tài)性能增強以及參數設計合理性方面仍存在諸多問題。一方面，其控制結構中未包含對系統(tǒng)慣量的有效建模，難以應對低慣量電網下頻率快速波動的問題；另一方面，其控制參數設計過程缺乏系統(tǒng)性分析與指導，依賴經驗調節(jié)，難以推廣。盡管已有研究嘗試通過引入虛擬慣量環(huán)節(jié)或采用比例微分(pd)控制器增強系統(tǒng)響應能力，但往往未對整體功率控制環(huán)節(jié)進行全面分析，或者未建立完善的參數設計方法，控制器結構仍存在簡化空間。
技術實現思路
1、本發(fā)明的目的是提供一種基于微分控制器的改進型調度虛擬振蕩控制方法，可以有效解決現有可調度虛擬振蕩控制技術中慣量不可控、動態(tài)性能弱以及參數設計流程不明確的問題，提升控制策略的實用性和可拓展性，適用于高比例可再生能源接入的新型電力系統(tǒng)構網場景，具有良好的工程應用前景。
2、為實現上述目的，本發(fā)明提供了一種基于微分控制器的改進型調度虛擬振蕩控制方法，包括以下步驟：
3、s1、獲取當前系統(tǒng)中l(wèi)c濾波器電感電流及并網點電壓數據；
4、s2、通過在有功環(huán)路加入含微分控制器的慣性環(huán)節(jié)，在虛擬振蕩控制中引入虛擬慣量，優(yōu)化系統(tǒng)頻率響應；
5、s3、通過等效改進的虛擬振蕩控制與虛擬同步機控制的有功功率-頻率環(huán)路，建立完整的參數設計流程；
6、s4、基于步驟s2，虛擬振蕩電路輸出的電壓向量經過電壓電流雙閉環(huán)控制，并與直流側電壓比較，輸出spwm所需的占空比信號。
7、優(yōu)選的，s2中，具體包括以下步驟：
8、s21、制定可調度虛擬振蕩控制策略；
9、s22、采用可調度虛擬振蕩控制策略進行控制， vdc表示直流電壓，pr表示比例諧振控制器，spwm是調制模塊；dvoc表示可調度虛擬振蕩控制；
10、s23、生成pwm信號，將占空比信號輸入脈寬調制生成模塊，生成用于驅動變換器的pwm開關信號。
11、優(yōu)選的，s21中，具體包括以下步驟：
12、s211、獲取電網側頻率實時數據信號，與頻率參考值 ω 0進行比較，生成頻率誤差信號，經過微分環(huán)節(jié)控制獲得有功功率 p vi，與參考有功功率作比較后與參考無功功率一起，經過電流計算后輸入到可調度虛擬控制環(huán)路中，電流計算公式為：
13、；
14、其中，與是虛擬振蕩電路輸出的一對向量；
15、s212、獲取電網側電流實時數據信號，與參考電流信號作比較，得到電流誤差信號，再經過旋轉矩陣與電流增益，輸入虛擬電路中，旋轉矩陣公式為：
16、；
17、其中，表示旋轉角度；
18、s213、輸入信號經過非線性振蕩器生成一對正交的電壓向量，公式如下：
19、；
20、其中，表示電壓向量的微分， c表示虛擬振蕩電路中的虛擬電容，和分別表示虛擬振蕩電路的電壓增益與電流增益，是非線性環(huán)節(jié)的參數，表示虛部單位。
21、優(yōu)選的，s3中，具體包括以下步驟：
22、s31、建立可調度虛擬振蕩控制的有功功率-頻率環(huán)路小信號模型，表達式如下：
23、；
24、其中，表示小信號擾動，表示虛擬振蕩控制的綜合增益，表示電壓幅值， s表示微分算子，表示電網頻率；
25、s32、建立虛擬同步機控制的有功功率-頻率環(huán)路小信號模型，表達式如下：
26、；
27、其中，表示虛擬慣量， d p表示下垂系數；
28、s33、等效改進的虛擬振蕩控制與虛擬同步機控制的有功功率-頻率環(huán)路小信號模型，得到參數等效表達式：
29、；
30、其中，表示電壓標稱值；
31、s34、根據步驟s33與系統(tǒng)要求的虛擬慣量和下垂系數 d p，計算微分控制器參數與改進虛擬振蕩控制的綜合增益。
32、優(yōu)選的，s4中，具體包括以下步驟：
33、s41、根據虛擬振蕩電路輸出的參考電壓向量，構造外環(huán)電壓調節(jié)控制器，生成電流參考值，形成電壓環(huán)控制目標；
34、s42、將電流參考值與lc濾波器側測得的電感電流進行比較，構建內環(huán)電流pi控制器，輸出調制前電壓控制量；
35、s43、將調制前電壓控制量與實際直流側電壓進行歸一化處理，利用正弦脈寬調制技術，生成驅動逆變器所需的占空比控制信號，實現對輸出電壓的實時調節(jié)。
36、因此，本發(fā)明采用上述一種基于微分控制器的改進型調度虛擬振蕩控制方法，具備以下有益效果：
37、（1）本發(fā)明的方法能夠為系統(tǒng)引入等效虛擬慣量，在不增加物理慣性裝置的前提下，有效提升系統(tǒng)的頻率支撐能力和動態(tài)穩(wěn)定性能。通過在有功功率環(huán)節(jié)中引入微分慣性控制器，實現了頻率擾動下的快速響應與功率平滑調節(jié)，顯著降低系統(tǒng)頻率偏移幅度與恢復時間。
38、（2）本發(fā)明通過等效構建虛擬同步機控制策略下的頻率-功率響應特性，兼顧傳統(tǒng)vsg控制策略的穩(wěn)態(tài)建模精度與虛擬振蕩控制的動態(tài)響應優(yōu)勢，實現在高比例新能源場景下的廣泛適應性與控制靈活性。
39、下面通過附圖和實施例，對本發(fā)明的技術方案做進一步的詳細描述。
1.一種基于微分控制器的改進型調度虛擬振蕩控制方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種基于微分控制器的改進型調度虛擬振蕩控制方法，其特征在于：s2中，具體包括以下步驟：
3.根據權利要求2所述的一種基于微分控制器的改進型調度虛擬振蕩控制方法，其特征在于：s21中，具體包括以下步驟：
4.根據權利要求1所述的一種基于微分控制器的改進型調度虛擬振蕩控制方法，其特征在于：s3中，具體包括以下步驟：
5.根據權利要求1所述的一種基于微分控制器的改進型調度虛擬振蕩控制方法，其特征在于：s4中，具體包括以下步驟：