1.一种故障下虚拟同步机功角和电流电压的控制方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)接收故障后产生的行波信号,定位故障点并计算出故障距离,通过行波的折反射规律计算出故障接地阻抗,输出实时故障信息;(2)根据实时故障信息,计算故障中的有功功率参考值和无功功率下垂系数,以及故障切线后的有功功率参考值和无功功率下垂系数;所述故障中的有功功率参考值P 0 '为:其中,α'=R eq /(R eq 2 +X eq 2 ),β'=X eq /(R eq 2 +X eq 2 ),R eq 为故障中网侧等效电阻,X eq 为故障中网侧等效电抗,U eq 为网侧等效系统电压,δ set 为故障中预设的功角控制目标,I set 为故障中预设的电流限制目标;所述故障中的无功功率下垂系数K q '为:其中,U n 为系统额定电压,Q 0 为给定的无功功率参考值;所述故障切线后的有功功率参考值P 0 ”为:P 0 ”=-α”U g E set cosδ”+β”U g E set sinδ set +α”E set 2其中,α”=2R/[(2R) 2 +(2X+X T ) 2 ],β”=2X/[(2R) 2 +(2X+X T ) 2 ],R为非故障时网侧等效电阻,X为非故障时网侧等效电抗,U g 为非故障时网侧网侧电压,E set 为故障切线后预设的电压控制目标,δ”为故障切线后虚拟同步机的功角;所述故障切线后的无功功率下垂系数K q ”为:(3)通过实时测量虚拟同步机相角的变化趋势,闭环反馈调节有功功率参考值;(4)通过步骤(2)和(3)得到的参数,利用有功功率外环控制、无功功率外环控制及闭环反馈控制,实现虚拟同步机的暂态功角控制和电流限制及电压支撑。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,闭环反馈调节的有功功率参考值的调节量ΔP为:其中,Δδ为虚拟同步机功角的变化量,d(Δδ)/dt为虚拟同步机功角的变化率,p为预设的用于闭环反馈调节的有功功率调节量。
3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,故障中网侧等效电压U eq 和等效阻抗Z eq 为:其中,故障发生点两侧的线路阻抗分别为Z 21 =m(r 1 +jωl 1 ),Z 22 =n(r 1 +jωl 1 ),r 1 ,l 1 为线路单位阻抗, n=l-m分别为故障发生点距离虚拟同步机和网侧的距离,t l1 、t l2 分别表示故障后行波第一次到达线路两端的时间,v、l分别表示行波在线路上的传播速度及线路长度,故障接地阻抗为 u 1f ,u 2q 分别为行波信号的反射波和折射波的幅值,Z c ,γ为线路波阻抗和衰减系数,Z T 为变压器阻抗。
4.一种故障下虚拟同步机功角和电流电压的控制系统,其特征在于,包括:计算机可读存储介质和处理器;所述计算机可读存储介质用于存储可执行指令;所述处理器用于读取所述计算机可读存储介质中存储的可执行指令,执行权利要求1至3任一项所述的故障下虚拟同步机功角和电流电压的控制方法。