载侧频率；ω〇为额定转子角频率;本发明中 VSM的极对数为1。
[0061] 进一步地，所述虚拟同步机的输出有功功率表达式为：
[0062] P = EUcos (a-5)/Z-U2cosa/Z
[0063] 其中，E为虚拟同步机VSM的电势;U为所述VSM的机端电压;P为有功功率;Q为无功 功率;Z为滤波电路的阻抗;a为滤波电路的阻抗角;δ为所述VSM的功角。
[0064] 进一步地，所述第一计算单元，包括：
[0065] 代入计算单元，用于将功角变化量代入所述虚拟同步机的输出有功功率表达式， 得到功角变化后的输出有功功率表达式；
[0066] 取差值单元，用于对功角变化后的输出有功功率表达式与原输出有功功率变化量 表达式取差值处理，得到输出有功功率变化量表达式为：
[0067]
[0068]其中，E为虚拟同步机VSM的电势;U为所述VSM的机端电压;Z为滤波电路的阻抗;a 为滤波电路的阻抗角;S为所述VSM的功角。
[0069] 进一步地，所述第二计算单元，包括：
[0070]第一部分计算单元，用于基于所述虚拟同步机转子运动方程，计算得到负载侧频 率变化量对应的电磁功率变化量表达式，和功角变化量的复数域表达式；
[0071 ]第一变换单元，用于对所述电磁功率变化量表达式进行拉普拉斯变换，得到电磁 功率变化量的复数域表达式；
[0072] 第二部分计算单元，用于计算得到功角变化量较小时对应的化简后的输出有功功 率变化量表达式；
[0073] 第二变换单元，用于对化简后的输出有功功率变化量表达式，进行拉普拉斯变换， 得到输出有功功率变化量的复数域表达式；
[0074] 化简单元，用于利用同步功率系数化简输出有功功率变化量的复数域表达式，得 到化简后的输出有功功率变化量复数域表达式；
[0075] 第三部分计算单元，用于由功角变化量的复数域表达式和化简后的输出有功功率 变化量复数域表达式，计算得到输出有功功率变化量与负载侧频率变化量的复数域关系 式；
[0076]第四部分计算单元，用于由输出有功功率变化量与负载侧频率变化量的复数域关 系式和电磁功率变化量的复数域表达式计算得到输出有功功率与负载侧频率的小信号模 型。
[0077] 进一步地，所述第三计算单元，包括：
[0078] 变换单元，用于当负载侧频率发生△ c〇bus的阶跃时，对负载侧频率进行拉普拉斯 变换；
[0079] 代入单元，用于将变换后的负载侧频率代入输出有功功率与负载侧频率的小信号 模型，获取虚拟同步机输出有功功率的响应情况表达式为：
[0080]
[0081] 其中，D'=Dco〇，D为虚拟阻尼因子。
[0082] 进一步地，所述与所述工作状态相应的输出有功功率最大值的表达式，包括：
[0083]当虚拟同步机处于欠阻尼工作状态时，输出有功功率最大值的表达式为：
[0084]
[0085]
[0086] 当虚拟同步机处于过阻尼工作状态时，输出有功功率最大值的表达式为：
[0087]
[0088] 其中：
D为虚拟阻尼因子。
[0089] 当虚拟同步机处于临界阻尼工作状态时，输出有功功率最大值的表达式为：
[0090]
[0091] 其中，D'=Dco〇，D为虚拟阻尼因子。
[0092] 本发明采用上述方法及装置，所取得的有益效果在于:该方法及装置从虚拟同步 机的转子运动方程着手，在虚拟同步机基本电路关系的基础上，运用合理的数学运算，获得 虚拟同步机储能容量与阻尼因子之间的关系表达式。对于确定大小的阻尼因子，通过虚拟 同步机储能容量与阻尼因子之间的关系表达式可以准确求得相应的虚拟同步机储能容量 的大小。虚拟同步机储能容量与阻尼因子之间的关系表达式使得人们在配置虚拟同步机阻 尼的时候有据可依，为人们提供了一种有效的配置虚拟同步机阻尼的方法。
【附图说明】
[0093] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 发明的实施例，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 提供的附图获得其他的附图。
[0094] 图1是本发明实施例提供的一种虚拟同步机阻尼的配置方法的流程示意图；
[0095] 图2是虚拟同步机与同步发电机的等效关系图；
[0096] 图3是频率阶跃0.5Hz时不同阻尼因子下的虚拟同步机输出有功功率响应图；
[0097] 图4是阻尼因子D与储能配置容量间的关系图；
[0098]图5是本发明实施例提供的一种虚拟同步机阻尼的配置装置的示意图。
【具体实施方式】
[0099]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，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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。
[0100] 本发明实施例提供一种虚拟同步机阻尼的配置方法，参见图1，其步骤包括：
[0101] SlOl、建立虚拟同步机的转子运动方程；
[0102] 参照图2,采用与同步发电机转子运动方程中的参数对应的方式，建立虚拟同步机 的转子运动方程；
[0103] S102、获取虚拟同步机的输出有功功率表达式；
[0104] 根据电路关系确定虚拟同步机的输出电流和机端电压，从而得到虚拟同步机的视 在功率，从视在功率中提取出有功功率的表达式；
[0105] S103、计算得到功角变化量对应的输出有功功率变化量表达式；
[0106] 本发明是在系统存在扰动，功率有变化的前提下完成的，所以需要对功率的变化 量进行研究，这里通过将功角变化量代入输出有功功率表达式，得到输出有功功率变化量 表达式，便于后续使用。
[0107] S104、根据所述输出有功功率变化量表达式及所述虚拟同步机转子运动方程，获 取输出有功功率与负载侧频率的小信号模型；
[0108] S105、负载侧频率发生阶跃时，根据所述输出有功功率与负载侧频率的小信号模 型，获取虚拟同步机输出有功功率的响应情况表达式；
[0109] 在本发明中以负载侧频率发生△ c〇bus的阶跃进行计算说明，负载侧频率发生阶跃 是系统响应的触发条件。
[0110] S106、对所述虚拟同步机输出有功功率的响应情况表达式进行拉普拉斯反变换， 分别获得对应所述虚拟同步机所处的三种工作状态的输出有功功率的响应情况时域表达 式；
[0111] 所述三种工作状态分别是：欠阻尼工作状态、过阻尼工作状态、临界阻尼工作状 态。对应不同的工作状态，对所述虚拟同步机输出有功功率的响应情况表达式进行拉普拉 斯反变换，得到的输出有功功率的响应情况时域表达式会有所不同。一般情况下，所研究的 电力系统都是在欠阻尼工作状态下。
[0112] S107、分别对输出有功功率的响应情况时域表达式求最值处理，得到与所述工作 状态相应的输出有功功率最大值的表达式。
[0113]所述求最值处理，即对输出有功功率的响应情况时域表达式求导，令其导数等于 0，得到相应的t值，将t值代回所述输出有功功率的响应情况时域表达式，计算得到的结果， 即是所述输出有功功率的响应情况时域表达式的最值。
[0114]上述输出有功功率最大值的表达式即虚拟同步机储能容量表达式。该方法从虚拟 同步机的转子运动方程着手，在虚拟同步机基本电路关系的基础上，运用合理的数学运算， 获得虚拟同步机储能容量与阻尼因子之间的关系表达式。对于确定大小的阻尼因子，通过 虚拟同步机储能容量与阻尼因子之间的关系表达式可以准确求得相应的虚拟同步机储能 容量的大小。虚拟同步机储能容量与阻尼因子之间的关系表达式使得人们在配置虚拟同步 机阻尼的时候有据可依，为人们提供了一种有效的配置虚拟同步机阻尼的方法。
[0115] 可选的，在本发明的另一个实施例中，所述虚拟同步机的转子运动方程为：
[0116]
[0117] 其中，Pm为机械功率;Pe3为电磁功率;J为虚拟惯量;D为虚拟阻尼因子；ω为虚拟转 子角