引言:以光伏、风电为主的分布式能源因能缓解一次能源供给紧张和环境污染的问题,因此对其的研究与应用也逐渐变得广泛起来.如今电力系统不断的渗透进分布式电源,使得电网质量受到不小的影响,即造成了并网成本攀升的不良现象又降低了电网安全运行的稳定性.并网逆变器控制灵活,相应速度也较快,因此成为了分布式电源并网的最常用的一种方法,但同时也因缺乏惯性及阻尼特性,输出频率动态特性较差,给分布式发电系统的稳定运行带来许多不...
作者:王帅; 荆龙; 吴学智; 李金科; 田若宁 期刊:《电网技术》 2020年第01期
在可再生能源电场并网点处增设统一电能质量调节器(unified power quality conditioner,UPQC),能够在不改变新能源发电装置原有控制的前提下使其具备传统同步发电机的频率和电压支撑能力,可以认为是一种提高可再生能源并网稳定性的有效措施。为此,主要研究UPQC的虚拟同步发电机控制策略及特性,该方案仅需在可再生能源电场出口处进行外部改造。首先介绍了接入新能源场站的UPQC输电系统运行方案,在此基础上建立了该系统的功率数学模...
作者:谈竹奎; 徐玉韬; 谢百明; 毛时杰; 袁旭峰; 胡实 期刊:《电力大数据》 2019年第10期
本文以贵州电网柔性直流配电示范工程为对象,研究向无源网络供电的多端MMC-HVDC控制策略。首先分析了无源网络的供电特性以及MMC-HVDC向无源网络供电的可行性,研究了基于混合子模块的MMC数学模型,然后搭建了一个向无源网络供电的四端柔性直流输电系统仿真模型并为其设计了相应的双环控制策略。常规的无源端控制器采用定交流电压和频率控制,介绍了虚拟同步发电机的控制原理,结合项目需求,文中同时还设计了采用虚拟同步发电机控制的...
作者:范丽霞; 蔡瑞强; 张欢畅; 魏远; 田恬; 胡斌 期刊:《发电技术》 2019年第05期
针对双馈风电机组(doubly-fed induction generators,DFIG)经串补送出系统存在次同步振荡(sub-synchronousoscillation,SSO)的问题,以电压型虚拟同步发电机(virtualsynchronous generator,VSG)控制策略下的DFIG 为研究对象,首先基于三相静止坐标系建立了其阻抗模型,推导了机组正、负序阻抗解析式;其次搭建了PSCAD/EMTDC模型,对理论推导阻抗特性和频率扫描结果进行了对比验证;最后基于奈奎斯特稳定判据定量分析了VSG 控制策略下的DF...
作者:李圣清; 张东辉; 罗朝旭; 陈文 期刊:《湖南工业大学学报》 2019年第06期
针对虚拟同步发电机(VSG)与同步发电机并联混合供电配合困难问题,需明确VSG与同步发电机动态性能上的差异。首先介绍了VSG控制原理,并建立数学模型,同时在数学推导的基础上,从惯量功率和频率动态响应两方面对逆变器与同步发电机动态性能进行分析。针对动态特性的不同,根据频率响应时间及功率震荡程度重新整定VSG控制参数,以减少两者动态特性差异。最后通过仿真分析指出,VSG在不同运行工况下所需要的转动惯量不同,通过调整控制参数...
作者:周晖; 王跃; 李明烜; 李鹏坤; 雷万钧 期刊:《电工技术学报》 2019年第S02期
虚拟同步发电机在孤岛并联时可以通过下垂控制实现稳态的有功功率均分。但是在线路阻抗、惯量、阻尼等参数不相等的情况下,负载变化时会产生有功功率的过冲和振荡。该文将负载变化的暂态过程分为两个阶段,并采用等效电路模型分析第一阶段特性,采用状态空间小信号模型分析第二阶段特性及参数影响。在此基础上,提出一种基于虚拟电感和暂态阻尼的暂态主动功率分配的优化方法,从而在不影响稳态功率分配的前提下改进了暂态有功分配的性...
作者:栗峰; 华光辉; 葛鹏江; 余良; 吴雨森 期刊:《电气传动》 2019年第11期
提出一种新型并网逆变器VSG控制策略,该策略基于同步发电机的Park数学模型,考虑了电机的凸极效应及阻尼绕组的影响,通过两步Adams法求解同步发电机数学模型,从而得到并网逆变器的参考电流,使并网逆变器具有同步发电机的特性。仿真结果表明,在输入功率、电网电压、电网频率突变等典型工况下,并网逆变器与实际同步发电机具有一致的端口特性。最后搭建了实验平台,验证了所提方案的有效性。
作者:房志学; 苏建徽; 汪海宁; 施永 期刊:《电力电子技术》 2019年第11期
虚拟同步发电机(VSG)控制实现低电压穿越(LVRT)中存在的主要问题是:故障期间VSG模块反馈功率发生变化,其输出失衡,导致逆变器与电网电压之间相位不断偏移,严重影响故障恢复过程。针对上述问题,提出一种故障期间保持VSG模块输出恒定并提供一定功率支撑的控制策略,以实现故障解除后系统快速恢复。仿真和实验均验证策略的可行性与有效性。
作者:朱小鹏; 卫志农; 颜全椿; 范立新; 顾文; 李辰龙 期刊:《电力系统保护与控制》 2019年第22期
针对电动汽车双向DC/DC变换器,提出了一种虚拟惯性自适应控制策略。首先对电动汽车接入的交直流混合微电网的换流器采用虚拟同步发电机技术进行控制,以此提高微电网的频率稳定性。然后,对电动汽车双向DC/DC变换器采取虚拟惯性自适应控制,使其能够为直流网络的电压提供惯性支持,又可以在负荷出现波动时抑制直流电压变化过快,负荷波动消失时使电压迅速恢复至额定值。最后,在PSCAD/EMTDC中搭建含电动汽车的交直流混合微电网模型并进行...
作者:王铮; 王一飞 期刊:《电气开关》 2019年第06期
针对传统复合储能电动车系统并网过程中能量通常由电池组单一提供问题,设计了一种新型能量回馈并网系统,优化电池组输出大电流能力,延长储能系统的使用寿命。分析了新型能量回馈并网系统的结构和工作原理。对电池组和超级电容器进行了具体的数学建模,通过能量管理策略,实现了电动汽车作为储能终端的可变功率并网要求。逆变器采用VSG技术作为控制策略,使其在整个大系统中虚拟为同步发电机。整个系统保证能量传输的可靠性,并自动实现...
近日,由南方电网广西电网公司牵头攻关的科技成果“电能变换设备与智能配电网友好交互关键技术研究与应用”荣获2018年度广西壮族自治区科技进步一等奖。经过7年研究,该技术成果首次提出了电能变换设备与智能配电网“友好交互”的技术体系,实现了友好交互关键技术研究和核心装备研制的重大突破,攻克13项关键技术,填补了3项国内外空白,其中分布式虚拟同步发电机成果荣获了第46届日内瓦国际发明金奖。系列成果的取得为智能配电网发展...
作者:高振; 雷为民; 赵峰; 刘辉; 程雪坤; 巨云涛 期刊:《浙江电力》 2019年第10期
VSG(虚拟同步发电机)由于电流限幅、阻尼大等特性,接入电网后对系统稳定性会产生影响。搭建了一种较为准确的VSG模型,在计及VSG特性的情况下,采用Lyapunov直接法对接有VSG的单机无穷大系统进行暂态稳定性分析,并用时域仿真的结果来验证其准确性。结果表明:VSG接在四机两区域系统的受端相比送端,临界能量更小,系统更容易失稳;将VSG接在送端时,增加VSG的占比,临界能量呈减小的趋势,系统失稳的可能性增大。
作者:朱爱华; 赵涛; 徐宏健; 季宁一 期刊:《电气技术》 2019年第11期
微电网作为可再生能源接入电网的有效途径越来越受到人们的关注。微电网中的分布式电源大多需要通过逆变器实现并网,然而传统的控制算法只考虑响应速度和响应精度,并没有考虑类似同步发电机的惯性特征,因而会对电网带来较大冲击。为增加基于逆变器接口的新能源对保持电力系统稳定所需的惯性,本文借鉴同步发电机的转子运动方程、调频特性及无功调节特性,提出基于虚拟同步发电机的T型三电平并网逆变器控制策略;最后利用Matlab/Simuli...
作者:张波; 张晓磊; 贾焦心; 曾亚敏; 颜湘武 期刊:《电力系统自动化》 2019年第23期
分布式电源大量接入电网会引发电网惯量、阻尼缺失和系统稳定性下降问题,虚拟同步发电机(VSG)在分布式电源友好接入和提高电力系统稳定性等方面极具应用前景。作为虚拟惯量的物理基础,储能单元的配置直接影响着VSG的性能和成本。文中基于VSG的惯量支撑、一次调频两大基本功能,建立了响应电网频率波动的储能单元出力模型,提出了一种以元件参数和控制参数为基础的储能单元配置方法。然后,计及下垂系数、阻尼系数和惯性常数,研究了储...
作者:陈宇杰; 王淳; 王青; 刘宽; 伍惠铖 期刊:《电网技术》 2019年第09期
传统的虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)有功控制调节虚拟惯量和虚拟阻尼无法实现系统各动态性能指标的一致性改善,为此提出基于角频率偏差补偿的VSG有功控制。该控制策略是在原输出有功功率上叠加角频率的偏差补偿,加快VSG跟踪有功功率指令的速度,减小动态过程中有功功率的不平衡差额。通过调节角频率偏差补偿系数,在不改变原VSG有功控制稳态性能的同时,对系统动态性能的改善具有一致性,能同时满足有功和角频率...
可再生能源接入电网时,并网逆变器需提供类似于传统同步发电机的频率调节功能,新的包含惯性环节的虚拟同步发电机(VSG)控制技术用以满足电网频率支持的要求。不同于传统同步发电机,并网逆变器需配置额外的储能系统(ESS)。针对基于VSG的混合ESS系统的能量管理控制,提出了一种基于VSG的HESS协调控制策略,即控制ESS中的超级电容器处理由惯性引入的快速变化功率,同时控制电池组来补偿周期相对较长的功率波动,从而实现整个系统的稳定性...
作者:毛福斌; 章雪萌; 李玉良; 祝青; 孟祥娟; 陈晓峰 期刊:《电气工程学报》 2018年第03期
为了能够支撑微电网的电压和频率,提高微电网运行的稳定性,本文针对采用虚拟同步发电机(VSG)控制策略的微网逆变器进行了研究。由于VSG中虚拟惯性的存在,在功率调度指令突变时,微网逆变器的频率和输出功率会发生振荡,严重时将导致逆变器因过流保护而停机。本文在功率闭环传递函数根轨迹分析影响VSG稳定性和动态性能的参数变化范围的基础上,采用线性二次型最优控制,以功率和频率变化量为约束条件,提出了最优虚拟惯性控制...
随着经济的不断发展,新能源领域受到了广泛关注,而分布式发电控制技术也对电网的稳定性提出了更大的挑战。虚拟同步发电机技术由于对维持电网稳定性有着显著的作用,成为了当前研究工作的重点。文章旨在分析同步发电机的频率和电压控制的相关原理,并以此为基础探究现阶段主要的虚拟同步发电机技术。
作者:杨洋; 田恩刚; 俞波; 何少华; 梁程 期刊:《电力系统装备》 2018年第04期
虚拟同步发电机(VSG)具备同步发电机的大转动惯量及调频调压特性.文中分析了虚拟同步发电机控制策略,研究了离网状态下负载稳定、波动情况下对VSG控制下输出电压、电流的影响;基于虚拟转矩和虚拟励磁的并网有功、无功调节方案.通过实时数字仿真器(RTDS)的仿真结果验证控制策略的正确性和有效性.结果表明,虚拟同步发电机模拟了同步发电机输出外特性,能够对输出电压、电流幅值波动有较好地调节,同时对有功功率和无功功率分配起到重新...
作者:李旭; 丁勇; 李勇; 刘为群 期刊:《电力工程技术》 2017年第01期
虚拟同步发电机技术利用电力电子变换器模拟同步发电机的特性,使变流器具有同步发电机一次调频、一次调压、阻尼及惯性等特性,增强了变流器对电网电压及频率的支撑作用,提高了电网接入的友好性。提出一种利用常规锁相环校正虚拟同步发电机频率和相位的方法,在启动并网及强扰动过程中校正频率和相位的不合理偏移,减小了上述工况下的振荡及失控风险,并通过实验验证了方法的可行性。