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龙图腾网获悉华北电力大学(保定)申请的专利一种用于直驱风电机组的类虚拟同步发电机惯性控制系统获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN115085268B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-26发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202210859420.X，技术领域涉及：H02J3/38；该发明授权一种用于直驱风电机组的类虚拟同步发电机惯性控制系统是由朱晓荣;沈可心设计研发完成，并于2022-07-20向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种用于直驱风电机组的类虚拟同步发电机惯性控制系统在说明书摘要公布了：本发明公开了一种用于直驱风电机组的类虚拟同步发电机惯性控制系统，包括：直流微电网子系统，用于模拟直驱风电机组在直流微电网中的工作环境；数据采集子系统，用于采集直流微电网系统的系统参数；惯性控制子系统，用于通过构建虚拟惯性控制模型，实现对直流电压的惯性支撑；惯性支撑能力评估子系统，用于评估直驱风电机组在不同运行条件下的风电机组惯性支撑能力，获取电压下降惯性支撑系数、电压上升惯性支撑系数；自适应虚拟惯性系数控制子系统，用于通过获取虚拟惯性系数基准值，生成直驱风电机组的自适应虚拟惯性系数；本发明通过自适应虚拟惯性系数控制，使得不同运行工况下的风电机组能为系统提供合适的惯性支撑，增强了系统稳定性。

本发明授权一种用于直驱风电机组的类虚拟同步发电机惯性控制系统在权利要求书中公布了：1.一种用于直驱风电机组的类虚拟同步发电机惯性控制系统，其特征在于，包括： 直流微电网子系统，用于模拟直驱风电机组在直流微电网中的工作环境； 数据采集子系统，用于采集直流微电网子系统的系统参数； 惯性控制子系统，用于通过建立所述直驱风电机组的类虚拟同步发电机的虚拟惯性控制模型，实现对直流电压的惯性支撑； 惯性支撑能力评估子系统，用于评估所述直驱风电机组在不同运行条件下的风电机组惯性支撑能力，获取电压下降惯性支撑系数k1、电压上升惯性支撑系数k2； 自适应虚拟惯性系数控制子系统，用于根据电压下降惯性支撑系数k1和电压上升惯性支撑系数k2，通过获取虚拟惯性系数基准值，生成所述直驱风电机组的自适应虚拟惯性系数； 所述直流微电网子系统由直流母线、直驱风电机组、交直流负载、AC-DC换流器、DC-DC换流器、并网换流器、交流电网、交流测量元件、直流测量元件、滤波装置和控制系统组成，其中，所述直驱风电机组、交直流负载通过所述DC-DC换流器或所述AC-DC换流器连入所述直流母线，经由所述并网换流器和滤波装置接入交流电网，所述控制系统的输入端分别与所述直流测量元件、所述交流测量元件的输出端连接，所述控制系统的输出端接风电侧变流器的输入端； 所述风电侧变流器由IGBT三相桥电路、直流侧储能电容C、交流侧滤波电感L组成； 所述数据采集子系统包括： 电压传感器，用于获取直流母线电压； 电流传感器，用于获取所述风电侧变流器的桥臂直流侧电流、直流侧输出电流； 数据采集模块，用于获取所述直驱风电机组的当前转速值及并网换流器的下垂系数； 惯性控制子系统包括： AVSG控制模块，用于通过建立虚拟同步发电机的转子运动方程，根据交流电网和直流电网各变量间具有可类比性，生成直流母线电压AVSG控制方程，其中，所述直流母线电压AVSG控制方程用于通过改变输出电流值，调节发出的电磁功率，实现对直流母线电压的惯性支撑； 转速保护模块，用于保证所述当前转速值高于所述直驱风电机组的最低转速，其中，所述最低转速为0.6pu； 转速恢复模块，用于根据设置的转速恢复函数，将风机转速恢复至MPPT运行状态时的转速值； 所述直流母线电压AVSG控制方程表示为： 其中，iset为输出电流给定,io为直流侧输出电流，u* dc为AVSG直流电压参考值，udcn为直流电压额定值、Cvir为虚拟惯性时间常数，kD为电压阻尼系数； 所述转速恢复函数的表达式为： 其中，trec为转速恢复控制的启动时刻、Trec为转速恢复过程的持续时间； 惯性支撑能力评估子系统用于评估所述直驱风电机组在高风速区和低中风速区的惯性支撑能力，其中，所述惯性支撑能力的评估过程为： 获取风电机组转子的减速因子kJ1、机侧变流器的上调容量因子kw1其中， 式中，Eωr、Eωrmin、Eω2分别为PMSG在当前转速值ωr、最小转子转速值ωrmin、最大允许转速ω2下的转子动能；Pωr、Pωrmin、Pω2分别为当前转速值ωr、最小转子转速值ωrmin、最大允许转速ω2对应的有功功率； 根据所述直驱风电机组在当前转速值ωr进行旋转时，具备的转子动能和有功功率，其中， 式中，Jw为风电机组的转动惯量，ω0为切入转速、ω1为转速恒定区切入转速、ω2为最大允许转速；Pmax为输出有功功率上限值，kopt为最大功率跟踪曲线系数，ω1为1.1pu，ω2为1.12pu； 进行所述惯性支撑能力的评估； 所述惯性支撑能力评估子系统还用于获取电压下降惯性支撑系数k1，其中，所述电压下降惯性支撑系数k1的表达式为： 式中，分母表示ωr从ωrmin变化到ω2时分子的最大值； 所述惯性支撑能力评估子系统还用于通过获取风电机组转子的加速因子kJ2、机侧变流器的下调容量因子kw2，生成所述电压上升惯性支撑系数k2，其中，所述电压上升惯性支撑系数k2的表达式为： 自适应虚拟惯性系数控制，为充分利用风电机组的惯性支撑能力，定义自适应虚拟惯性系数为： Cvir＝kiCvir0i＝1,2； 式中，Cvir0为虚拟惯性系数基准值；ki为电压下降、上升时风电机组的惯性支撑系数。

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