一种虚拟同步发电机控制方法及控制系统与流程

1.本发明涉及微电网控制技术领域，尤其涉及一种虚拟同步发电机控制方法及控制系统。


背景技术：

2.为充分利用风、光等清洁能源，电力系统中风电、光伏并网逆变器的比例越来越高，然而传统下垂控制的并网逆变器因为缺少惯性，在负荷波动时无法提供频率支撑，如果下垂控制策略的分布式电源大量并入大电网，会使同步发电机的转动惯量容量所占比例下降，给大电网的频率稳定性带来严重危害。随着储能装置的引入，并网逆变器也能模拟同步发电机的惯性和阻尼特征，因此产生了虚拟同步发电机的概念。
3.目前常规的调频方式为一次调频和二次调频，为充分利用虚拟同步发电机参数可变的特性，不少学者提出自适应转动惯量和阻尼系数等一次调频方式，一次调频的本质是比例调节，功能是防止频率稳态时跌出允许值，但无法恢复至额定值，优点是响应速度快。因此有学者引入传统二次调频策略，可以实现无差调节把频率恢复至额定值，但是二次调频响应速度慢，调节时间相对较长，频率变化容易超出允许值，并且这个缺点在大负荷投切时放大得更为明显。
4.现有技术在面向大负荷投切时，存在频率调节速度慢，以及频率波动会超出系统控制安全范围的风险。


技术实现要素：

5.本发明实施例提供了一种虚拟同步发电机控制方法及控制系统，以实现在负荷投切瞬间，有效维持频率稳定，并完成虚拟同步发电机的出力调节，保证电网系统的稳定运行。
6.第一方面，本发明实施例提供了一种虚拟同步发电机控制方法，其中，包括以下步骤：
7.根据所述虚拟同步发电机转子摇摆方程获取所述待投切负荷投切瞬间所述虚拟同步发电机转子侧产生的频率变化率极值a；
8.根据所述频率变化率极值a计算大功率负荷投切瞬间的极大虚拟转动惯量j
max
，并赋值给所述虚拟同步发电机转子摇摆方程中的转动惯量j，其中，所述极大虚拟转动惯量j
max
的计算公式为j
max
＝jnka，jn为所述虚拟同步发电机的额定转动惯量，k为极大转动惯量系数；
9.根据所述频率变化率极值a计算所述大功率负荷投切后所述虚拟同步发电机的给定机械功率p
ref
，所述虚拟同步发电机的给定机械功率p
ref
的计算公式为p
ref
＝p
refn-jnωa，其中，p
refn
为原稳态给定机械功率，ω为所述虚拟同步发电机转子电角速度的实际值；
10.根据所述虚拟同步发电机的给定机械功率p
ref
计算得到所述虚拟同步发电机的输入机械功率pm；
11.获取所述虚拟同步发电机输出并网端口的三相电压ua、ub和uc，以及三相电流ia、ib和ic，并根据公式pe＝uaia+ubib+ucic计算得到所述电磁功率pe；
12.根据所述虚拟同步发电机的输入机械功率pm和所述电磁功率pe的比值r进行判断，并根据判断结果调整转动惯量j，并根据调整后的所述转动惯量j控制所述虚拟同步发电机转子摇摆方程输出频率。
13.第二方面，本发明实施例提供了一种虚拟同步发电机控制系统，执行上述任意一实施例中的虚拟同步发电机频率调节控制方法，
14.所述虚拟同步发电机控制系统至少包括逆变器模块、滤波模块、采集模块以及控制模块，所述逆变器模块输出端与所述滤波模块电连接，所述采集模块分别与所述逆变器模块和所述滤波模块电连接，所述控制模块分别与所述逆变器模块和所述采集模块电连接；
15.所述采集模块，用于获取所述滤波器模块的电参数；
16.所述控制模块至少包括频率调节控制单元，所述频率调节控制单元用于根据所述采集模块获取到的电参数控制所述虚拟同步发电机转子摇摆方程输出频率。
17.本发明实施例，通过获取待投切负荷投切瞬间虚拟同步发电机转子侧产生的频率变化率极值a，并将由频率变化率极值a计算得到极大虚拟转动惯量j
max
，赋值给虚拟同步发电机转子摇摆方程中的转动惯量j，然后再根据频率变化率极值a计算大功率负荷投切后虚拟同步发电机的给定机械功率p
ref
，进而计算得到虚拟同步发电机的输入机械功率pm，同时获取虚拟同步发电机的电磁功率pe，再根据输入机械功率pm和电磁功率pe的比值r调整转动惯量控制虚拟同步发电机转子摇摆方程输出频率，以实现在负荷投切瞬间，通过虚拟同步发电机转动惯量和功率增量的瞬时控制，有效维持频率稳定，并完成虚拟同步发电机的出力调节，保证电网系统的稳定运行。
附图说明
18.图1为本发明实施例提供的一种孤岛模式下虚拟同步发电机拓扑结构示意图；
19.图2为本发明实施例提供的一种虚拟同步发电机频率调节控制方法流程图；
20.图3为本发明实施例提供的另一种虚拟同步发电机频率调节控制方法流程图；
21.图4为本发明实施例提供的一种虚拟同步发电机电压调节控制方法流程图；
22.图5为本发明实施例提供的一种虚拟同步发电机控制系统结构示意图。
具体实施方式
23.下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
24.在传统电力系统中，频率同发电机的转速有严格的关系。发电机的转速是由作用在机组转轴上的转矩(或功率)平衡所确定。原动机输入的机械功率如果能同发电机输出的电磁功率严格的保持平衡，发电机的转速就能恒定不变。由于电能不能存储，负荷的任何变化都立即引起发电机的输出电磁功率的相应变化，原动机的输入机械功率由于调节系统的相对迟缓无法适应电磁功率的瞬时变换，从而引起频率偏差，由转子运动方程可知，除了应
用调速器和调频器进行输入机械功率的调整，改变转子的转动惯量也能起到抑制转速变化趋势的作用。
25.虚拟同步发电机的调频过程就是根据上述思想建立的，通过模拟传统同步发电机的机械和电气特性，使逆变器也能等效出转动惯量应对负荷的变化，由于虚拟同步发电机不受实际物理参数的限制，通过频率变化的趋势和功率差额不断调整转动惯量和给定机械功率的大小，在减缓频率变化的过程中完成功率的匹配。
26.图1为本发明实施例提供的一种孤岛模式下虚拟同步发电机拓扑结构示意图，如图1所示，逆变器采用三相桥式全控逆变电路，逆变器输出端连接有二阶低通滤波单元，包括滤波电感l和滤波电容c，滤波单元输出端连接至并网端口pcc点，同时微电网母线上还连接有本地负荷，大功率负荷通过第一开关s与母线电连接，其中，u
dc
为逆变器直流侧电压；i
labc
为滤波电感三相电流；u
abc
为逆变器输出三相电压；i
abc
为输出三相电流。当第一开关s合闸或者分闸瞬间，即大功率负荷投入或者切出瞬间，将会造成系统频率发生波动，严重时将会导致整个微网系统崩溃。需要说明的是，逆变器的主电路拓扑还可以是其他结构，例如三电平中点钳位逆变电路等，本发明实施例不做特殊限定，图1仅为示例性给出。
27.针对此问题，本发明实施例提出了一种虚拟同步发电机控制方法，该方法包括以下步骤：
28.根据虚拟同步发电机转子摇摆方程获取待投切负荷投切瞬间虚拟同步发电机转子侧产生的频率变化率极值a。
29.根据频率变化率极值a计算大功率负荷投切瞬间的极大虚拟转动惯量j
max
，并赋值给虚拟同步发电机转子摇摆方程中的转动惯量j，其中，极大虚拟转动惯量j
max
的计算公式为j
max
＝jnka，jn为虚拟同步发电机的额定转动惯量，k为极大转动惯量系数。
30.根据频率变化率极值a计算大功率负荷投切后虚拟同步发电机的给定机械功率p
ref
，虚拟同步发电机的给定机械功率p
ref
的计算公式为p
ref
＝p
refn-jnωa，其中，p
refn
为原稳态给定机械功率，ω为虚拟同步发电机转子电角速度的实际值。
31.根据虚拟同步发电机的给定机械功率p
ref
计算得到虚拟同步发电机的输入机械功率pm。
32.获取虚拟同步发电机输出并网端口的三相电压ua、ub和uc，以及三相电流ia、ib和ic，并根据公式pe＝uaia+ubib+ucic计算得到电磁功率pe。
33.根据虚拟同步发电机的输入机械功率pm和电磁功率pe的比值r进行判断，并根据判断结果调整转动惯量j，并根据调整后的转动惯量j控制虚拟同步发电机转子摇摆方程输出频率。
34.采用上述技术方案，通过获取待投切负荷投切瞬间虚拟同步发电机转子侧产生的频率变化率极值a，并将由频率变化率极值a计算得到极大虚拟转动惯量j
max
，赋值给虚拟同步发电机转子摇摆方程中的转动惯量j，然后再根据频率变化率极值a计算大功率负荷投切后虚拟同步发电机的给定机械功率p
ref
，进而计算得到虚拟同步发电机的输入机械功率pm，同时获取虚拟同步发电机的电磁功率pe，再根据输入机械功率pm和电磁功率pe的比值r调整转动惯量控制虚拟同步发电机转子摇摆方程输出频率，以实现在负荷投切瞬间，通过虚拟同步发电机转动惯量和功率增量的瞬时控制，有效维持频率稳定，并完成虚拟同步发电机的出力调节，保证电网系统的稳定运行。
35.以上是本发明的核心思想，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
36.图2为本发明实施例提供的一种虚拟同步发电机频率调节控制方法流程图，如图2所示，主要包括以下步骤：
37.s201、根据虚拟同步发电机转子摇摆方程获取待投切负荷投切瞬间虚拟同步发电机转子侧产生的频率变化率极值a。
38.其中，虚拟同步发电机转子摇摆方程的表达式为：
[0039][0040]
式中，ω为电角速度的实际值，ω0为额定电角速度，j为转动惯量，pm为输入机械功率，pe为电磁功率，d为阻尼系数，δ为功角。
[0041]
可选的，将虚拟同步发电机的极对数设为1，则转子的电角速度等于机械角速度，根据计算频率变化率极值a，其中，t＝0为待投切负荷投切瞬间。
[0042]
具体的，参考图1所示，虚拟同步发电机稳态运行期间，由于大功率负荷投切，瞬间引起系统频率发生变化，即此时的输入机械功率pm与电磁功率pe不再保持平衡，电角速度ω出现波动，根据此时的电角速度ω可求出频率变化率极值a。
[0043]
s202、根据频率变化率极值a计算大功率负荷投切瞬间的极大虚拟转动惯量j
max
，并赋值给虚拟同步发电机转子摇摆方程中的转动惯量j。
[0044]
具体的，虚拟同步发电机稳定运行时，转子摇摆方程中转动惯量j为额定转动惯量jn，在大功率负荷投切瞬间，根据上述步骤计算得到的频率变化率极值a通过计算公式为j
max
＝jnka可进一步得到极大虚拟转动惯量j
max
，并将其赋值给转子摇摆方程中的转动惯量j，即将转子摇摆方程中转动惯量j由额定转动惯量jn调整到极大虚拟转动惯量j
max
，来抑制频率波动趋势，以防止频率波动值超过虚拟同步发电机的安全运行范围，保护电网系统的稳定运行。
[0045]
s203、根据频率变化率极值a计算大功率负荷投切后虚拟同步发电机的给定机械功率p
ref
。
[0046]
具体的，在大功率负荷投切后，虚拟同步发电机原稳态运行期间的给定机械功率不再满足转子摇摆方程平衡条件，此时，根据频率变化率极值a可通过公式p
ref
＝p
refn-jnωa进一步计算得到大功率负荷投切后所需的机械功率p
ref
。
[0047]
s204、根据虚拟同步发电机的给定机械功率p
ref
计算得到虚拟同步发电机的输入机械功率pm。
[0048]
具体的，根据步骤s203计算得到的大功率负荷投切后的给定机械功率p
ref
可得到输入机械功率pm，保证根据调整后的输入机械功率pm与电磁功率pe再次回到平衡状态，实现抑制频率的波动。
[0049]
可选的，根据虚拟同步发电机的给定机械功率p
ref
计算得到虚拟同步发电机的输
入机械功率pm包括：通过一次调频控制获得虚拟同步发电机的第一输入机械功率p
m1
，再通过二次调频控制获得虚拟同步发电机的第二输入机械功率p
m2
；叠加虚拟同步发电机的给定机械功率p
ref
、第一输入机械功率p
m1
和第二输入机械功率p
m2
得到虚拟同步发电机的输入机械功率pm。
[0050]
具体的，虚拟同步发电机频率调节控制还包括一次调频和二次调频，将一次调频输出第一输入机械功率p
m1
和二次调频第二输入机械功率p
m2
与给定机械功率p
ref
叠加得到大功率负荷投切后虚拟同步发电机所需的输入机械功率pm，即表达式为pm＝p
ref
+p
m1
+p
m2
，根据调整输出后的输入机械功率pm进一步控制虚拟同步发电机输出的电磁功率pe，实现功率平衡，保证孤岛模式下微网系统电压频率的稳定性。
[0051]
其中，一次调频控制计算公式为二次调频控制计算公式为p
m2
＝ks∫(ω-ω0)，其中k
ω
为功频调节系数，ks为二次调频系数，ω0为额定电角速度。
[0052]
具体的，在系统中产生大功率负荷变化时，系统频率发生偏移，一次调频为比例调节，以实现虚拟同步发电机的频率快速恢复到额定频率附近，根据实际情况选择合适的工频调节系数，防止系统失稳，但一次调频无法实现无静差频率调节。二次调频为积分调节，可以实现无静差调节，将频率恢复到额定频率值，但如此调频响应速度慢且调节时间长，针对大功率负荷投切过程，综合一次调频和二次调频共同作用于虚拟同步发电机的频率调节控制中，实现对虚拟同步发电机的频率调节输出。
[0053]
需要说明的是，一次调频和二次调频始终作用于虚拟同步发电机整个频率调节控制过程中，实现对频率的调节输出。
[0054]
s205、获取虚拟同步发电机输出并网端口的三相电压ua、ub和uc，以及三相电流ia、ib和ic，并根据公式pe＝uaia+ubib+ucic计算得到电磁功率pe。
[0055]
具体的，参考图1所示，在大功率负荷投切瞬间，电网频率发生波动，进而影响虚拟同步发电机的稳定运行，导致虚拟同步发电机输出并网端口pcc点的三相电压和电流均发生变化，在虚拟同步发电机输入机械功率pm发生调整后，实时监测虚拟同步发电机在并网端口pcc点处的电磁功率pe，根据电压传感器和电流传感器采集到的三相电压ua、ub和uc，以及三相电流ia、ib和ic，可根据功率计算公式pe＝uaia+ubib+ucic进一步计算得到此时虚拟同步发电机输出的电磁功率pe。
[0056]
s206、根据虚拟同步发电机的输入机械功率pm和电磁功率pe的比值r进行判断，并根据判断结果调整转动惯量j，并根据调整后的转动惯量j控制虚拟同步发电机转子摇摆方程输出频率。
[0057]
具体的，计算输入机械功率pm和电磁功率pe的比值r，即表示输入机械功率pm和电磁功率pe的差异大小，r值越接近1，则说明虚拟同步发电机的频率越趋于稳定，实际角速度的值越接近额定角速度。面向大功率负荷投切瞬间，当r值不等于1时，可根据此时r所处的范围，适应性的调整转动惯量j，通过转子摇摆方程输出频率，控制频率恢复到额定值，并结束频率调节控制。
[0058]
进一步，可选的，当比值r满足关系式：第一预设值≤r≤第二预设值时，将虚拟同步发电机转子摇摆方程中的转动惯量j由极大虚拟转动惯量j
max
调整为额定转动惯量jn并
结束转动惯量调节控制，其中，第一预设值为大于零且小于1的值，第二预设值为大于1的值；
[0059]
其中，第一预设值与第二预设值分别为接近1的值，例如第一预设值为0.8，第二预设值为1.2，本发明实施例对此不做特殊限定，当第一预设值≤r≤第二预设值时，说明虚拟同步发电机的输入机械功率pm和电磁功率pe接近，此时虚拟同步发电机接近稳定运行，将转子摇摆方程中的转动惯量j由极大虚拟转动惯量j
max
调整为额定转动惯量jn，并结束转动惯量调节控制，继续由一次调频和二次调频控制频率恢复到额定值。
[0060]
当比值r满足关系式：第三预设值≤r＜第一预设值，或者，第二预设值＜r≤第四预设值时，虚拟同步发电机转子摇摆方程中的转动惯量j保持为极大虚拟转动惯量j
max
，其中，第三预设值为大于零且小于第一预设值的值，第四预设值为大于第二预设值的值；
[0061]
其中，第三预设值为小于第一预设值且大于零的值，第四预设值为大于第二预设值的值，例如第三预设值为0.5，第四预设值为1.5，本发明实施例对此不做特殊限定，当第三预设值≤r＜第一预设值，或者，第二预设值＜r≤第四预设值时，说明虚拟同步发电机的输入机械功率pm和电磁功率pe处于失衡状态中的中间态，存在发展为功率相互平衡或功率极不平衡的趋势，为避免转动惯量j频繁变化，影响系统稳定性，因此将此阶段作为缓冲区，保持转动惯量j为极大虚拟转动惯量j
max
，通过不断变化的负荷侧功率的进一步需求及一次调频和二次调频的持续作用自发决定最终发展趋势，从而触发对应控制策略。
[0062]
当比值r满足关系式：r＜第三预设值，或者，r＞第四预设值时，将此时的电磁功率pe直接赋值给大功率负荷投切后虚拟同步发电机的给定机械功率p
ref
，使比值r满足第一预设值≤r≤第二预设值并结束转动惯量调节控制。
[0063]
具体的，当r＜第三预设值，或者，r＞第四预设值时，说明在调整给定机械功率p
ref
的过程中，再一次发生大负荷波动，使虚拟同步发电机的输入机械功率pm和电磁功率pe仍处于严重失衡状态，原整定的给定机械功率p
ref
和配套的极大虚拟转动惯量j
max
不再适应，为寻求与二次负荷波动相匹配的给定机械功率p
ref
和极大虚拟转动惯量j
max
，将此时检测到的电磁功率pe直接赋值给大功率负荷投切后虚拟同步发电机的给定机械功率p
ref
，使得数值更新后的输入机械功率pm和电磁功率pe的比值r满足：第一预设值≤r≤第二预设值，从而结束本轮设定的转动惯量调节控制。
[0064]
进一步的，在结束上一次转动惯量调节控制后，重新计算频率变化率极值a，并根据虚拟同步发电机频率调节控制方法进行控制，如此，保证系统在面向大功率负载投切引起的系统频率发生时，快速跟随系统响应，及时进行频率调节控制，保证电网系统的稳定。
[0065]
可选的，在根据频率变化率极值a计算大功率负荷投切瞬间的极大虚拟转动惯量j
max
之前，还包括：将频率变化率极值a与预设阈值进行比较，当频率变化率极值a的绝对值大于或者等于预设阈值时，判定为待投切负荷为大功率负荷，则将所述极大虚拟转动惯量j
max
赋值给所述虚拟同步发电机转子摇摆方程中的转动惯量j。图3为本发明实施例提供的另一种虚拟同步发电机频率调节控制方法流程图，如图3所示，主要包括以下步骤：
[0066]
s301、根据虚拟同步发电机转子摇摆方程获取待投切负荷投切瞬间虚拟同步发电机转子侧产生的频率变化率极值a。
[0067]
s302、将频率变化率极值a与预设阈值进行比较，当频率变化率极值a的绝对值大于或者等于预设阈值时，判定待投切负荷为大功率负荷，则将所述极大虚拟转动惯量j
max
赋
值给所述虚拟同步发电机转子摇摆方程中的转动惯量j。
[0068]
具体的，当微电网工作在孤岛模式下，负荷发生变化时，虚拟同步发电机通过频率调节控制，使得不同的微网负荷达到稳态工作点，对于小功率的负荷投切，频率波动较小，可以通过一次调频和二次调频实现频率调节控制，然而，对于大功率负荷的投切，仅通过一次调频和二次调频无法实现快速响应频率的变化，抑制频率的波动，需要通过调整转动惯量来抑制频率波动趋势。如此，通过设置预设阈值，并将频率变化率极值a与预设阈值进行比较，判断待投切的负荷是否为大功率负荷，如果频率变化率极值a的绝对值大于或者等于预设阈值时，则判定待投切负荷为大功率负荷，此时，频率调节控制方法包括一次调频、二次调频和转动惯量调节，如此实现快速调节频率恢复到额定值，保证系统的稳定运行。相反的，如果频率变化率极值a的绝对值小于预设阈值时，则判定待投切负荷为小功率负荷，可直接通过一次调频和二次调频控制虚拟同步发电机输出频率。
[0069]
s303、根据频率变化率极值a计算大功率负荷投切瞬间的极大虚拟转动惯量j
max
，并赋值给虚拟同步发电机转子摇摆方程中的转动惯量j。
[0070]
s304、根据频率变化率极值a计算大功率负荷投切后虚拟同步发电机的给定机械功率p
ref
。
[0071]
s305、根据虚拟同步发电机的给定机械功率p
ref
计算得到虚拟同步发电机的输入机械功率pm。
[0072]
s306、获取虚拟同步发电机输出并网端口的三相电压ua、ub和uc，以及三相电流ia、ib和ic，并根据公式pe＝uaia+ubib+ucic计算得到电磁功率pe。
[0073]
s307、根据虚拟同步发电机的输入机械功率pm和电磁功率pe的比值r进行判断，并根据判断结果调整转动惯量j，并根据调整后的转动惯量j控制虚拟同步发电机转子摇摆方程输出频率。
[0074]
图4为本发明实施例提供的一种虚拟同步发电机电压调节控制方法流程图，如图4所示，该控制方法还包括以下步骤：
[0075]
s401、根据三相电压ua、ub和uc计算得到实际电压幅值u；
[0076]
s402、根据电压调节公式e＝e0+ku(u
n-u)计算得到虚拟同步发电机的合成感应电势e，其中，e0为参考感应电势，un为额定电压幅值，ku为电压调节系数。
[0077]
具体的，在虚拟同步发电机控制中，还包括调压过程，保证虚拟同步发电机工作在额定电压和频率上。
[0078]
进一步的，结合图3和图4提供的虚拟同步发电机频率调节控制方法，根据虚拟同步发电机转子摇摆方程中的公式δ＝∫ωdt计算得到虚拟同步发电机的功角δ，并根据虚拟同步发电机的功角δ和合成感应电势e得到虚拟同步发电机的输出电压；根据虚拟同步发电机的输出电压，控制虚拟同步发电机输出并网端口的三相电压和三相电流。
[0079]
具体的，根据虚拟同步发电机转子摇摆方程控制输出频率，以及公式δ＝∫ωdt可计算得到虚拟同步发电机的功角，并结合电压调节过程得到虚拟同步发电机的合成感应电势，可得到虚拟同步发电机最终的输出电压为e∠δ，据此，将其作为逆变器电压环的给定参考，进一步控制虚拟同步发电机输出并网端口的三相电压和三相电流，具体实现方式本发明实施例在此不再进行说明，可采用现有逆变器电压电流双闭环控制策略进行控制。
[0080]
基于同一构思，本发明实施例还提供了一种虚拟同步发电机频率调节控制系统，
执行上述任一实施例中的虚拟同步发电机控制方法，图5为本发明实施例提供的一种虚拟同步发电机控制系统结构示意图，如图5所示，虚拟同步发电机控制系统至少包括逆变器模块10、滤波模块20、采集模块30以及控制模块40，逆变器模块10输出端与滤波模块20电连接，采集模块30分别与逆变器模块10和滤波模块20电连接，控制模块40分别与逆变器模块10和采集模块30电连接；采集模块30，用于获取滤波模块20的电参数；控制模块40至少包括频率调节控制单元401，频率调节控制单元401用于根据采集模块30获取到的电参数控制虚拟同步发电机转子摇摆方程输出频率。
[0081]
具体的，参考图5所示，采集模块30包括电压传感器和电流传感器，用于获取滤波模块20的电参数，即电感l上的电流i
labc
以及并网端口pcc点的三相电压u
abc
和电流i
abc
，并输出给控制模块40，控制模块40根据接收到的电参数进行控制，其中控制模块40包括频率调节控制单元401，电压调节控制单元402、电压电流双闭环控制单元403和脉宽调制信号发生器404，频率调节控制单元401控制虚拟同步发电机转子摇摆方程输出频率以及功角δ，并与电压调节控制单元402输出的合成感应电势e合成输出电压e∠δ，然后将其作为电压电流双闭环控制单元403的给定参考信号，如此，电压电流双闭环控制单元403根据给定参考信号与接收到的电参数进行控制得到调制信号，脉宽调制信号发生器404根据调制信号产生驱动脉冲，并发送给逆变器模块10驱动逆变器模块10的开关管t1～t6的导通或关断，进而控制逆变器模块10的电压和电流输出，如此实现虚拟同步发电机的控制，保证虚拟同步发电机在面向负荷投切，尤其是大功率负荷投切时，能够快速抑制频率的波动，保证系统的稳定运行和电网的安全。
[0082]
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。