文章-世纪中文出版社

郭亦宗郭创新《发电技术与研究》 2020年11期

摘要:

微电网作为综合能源系统的一大分支,广泛用于分布式电源的就地消纳。而随着冷、热、气等逐渐引入,对微电网安全控制的要求也越来越高。针对微电网的孤岛和并网建模及两运行状态之间的过渡过程进行分析,提出了改进虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)模型下的控制策略。通过引入合适的虚拟阻抗,有效模拟了同步电抗的特性,保证孤岛运行基本稳定的同时,使得并网至孤岛的切换在该模型下不需要添加额外的控制部分即可完成平滑过渡;针对孤岛至并网的切换,提出了改进型的预同步控制模型,该模型能快速准确地跟踪电网电压幅值、频率以及相位。最后,结合实际算例对所构造的模型在Matlab/Simulink环境下进行仿真,验证了所提模型的正确性及其优势。

三端背靠背柔性直流输电的虚拟同步发电机控制策略及其在配电网中的应用下载：31 浏览：328

邹丹1 艾欣1 王奥1 王坤宇1 黄仁乐2 陈乃仕3 蒲天骄3 《发电技术与研究》 2018年11期

摘要:

探讨了一种在10 kV配电网中引入三端背靠背(back-to-back,BTB)柔性直流输电(voltage source converter based HVDC,VSC-HVDC)系统的接线方案,通过VSC-HVDC的控制实现提高供电可靠性和抑制环流的目的。VSC-HVDC系统中换流站在传统控制模式下几乎没有转动惯量,难以有效地参与电网调节。为了提高电网受端系统频率的稳定性,改善系统发生故障后的运行特性,在中压(10 kV)交流配电网的背景下,提出了虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)控制策略在三端BTB VSC-HVDC系统中的应用。首先在10 kV系统中加入三端BTB VSC-HVDC互联装置建立交直流混合配电网,建立换流站在传统控制和VSG控制下的数学模型,然后通过PSCAD/EMTDC平台进行仿真,在2种控制方式下得到系统在受到扰动和发生故障时的运行特性。结果表明,三端BTB VSC-HVDC系统受端换流器使用VSG控制能有效地参与电网调节,增加系统惯性,改善系统的暂态特性,提高电网运行的可靠性

数据驱动下的虚拟同步发电机等效建模下载：76 浏览：449

杨斌杜文娟王海风《电网技术研究》 2020年4期

摘要:

为了适应电力电子化发展的趋势,同时在建模时考虑电力电子逆变器的高频开关状态的影响,提出了一种基于长短期记忆网络(longshort-termmemory,LSTM)的虚拟同步发电机数据驱动建模方法。通过简化虚拟同步发电机的数学机理模型,着重关注各电气量之间的数据映射关系,构建基于LSTM网络的数据驱动模型,实现了由当前时刻电气量预测下一时刻输出的动态建模。为了验证所提模型的有效性,通过搭建仿真模型,对比了不同神经网络方法以及理论方法的差异性。仿真结果表明,所提模型能够反映虚拟同步机不同运行工况下的动态特性,具有良好的稳定性与泛化性,为电力电子化建模提供了一种有效的解决思路。

统一电能质量调节器在新能源发电场的虚拟同步特性分析下载：86 浏览：434

王帅1 荆龙1 吴学智1，2 李金科3 田若宁1 《电网技术研究》 2020年2期

摘要:

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型,设计了基于UPQC的虚拟同步发电机控制策略;然后阐述了不同工况下UPQC内部功率流动机理,探讨了影响串、并联变流器视在功率的限制因素,并进一步设计了在特定情况下的系统容量参数指标。最后,在Matlab/Simulink仿真平台搭建了UPQC的输电模型并进行验证,仿真结果表明,所提控制策略可以实现UPQC的虚拟同步化控制。

光伏微网中虚拟同步发电机参数自适应控制策略下载：84 浏览：441

殷桂梁董浩代亚超王海轮王硕《电网技术研究》 2020年1期

摘要:

当太阳能大规模接入光伏微电网时,系统的惯性将会随之减少,从而导致系统在遭到扰动后可能会出现严重的频率振荡问题。针对该问题,提出了一种新的虚拟同步发电机控制策略,可有效增强系统惯性。该策略通过构建虚拟惯量和阻尼与频率偏移量间的自适应关系,使得系统可根据其暂态过程中不同阶段的系统特性来自由配置虚拟惯量和阻尼系数。相较于传统控制策略,该控制策略可使得系统在相同负荷扰动下受到的冲击减小,从而减小了系统在振荡过程中的超调量和振荡时间,有效提高了光伏系统的动态稳定性。其次,该文对系统关键参数的选取范围进行了详细分析,并利用根轨迹法确定各个参数的最优值。最后利用Mtalab/Simulink仿真工具,通过与传统控制策略相对比验证了文中新的虚拟同步发电机控制策略的有效性和优越性。

一种有功备用式光伏虚拟同步控制策略下载：66 浏览：457

张海峥1 张兴1 李明1 张行1 管玮琦1 赵为2 《电网技术研究》 2019年9期

摘要:

传统光伏逆变器多以最大功率跟踪方式运行,不能进行有功调频和实现有功功率灵活可控。此外,以传统光伏逆变器改造的光伏虚拟同步发电机(photovoltaicvirtual synchronous generator,PV-VSG)多配备储能电池,但储能电池成本昂贵,逆变器改造成本较大,针对上述问题,提出一种有功备用式光伏虚拟同步发电机控制策略,使传统光伏逆变器在不增加储能、不改造电路的情况下,具有调频调压功能,并实现了有功备用及有功功率的灵活可控。针对以往研究的不足,首先研究了PV-VSG有功备用的运行机制,并提出一种有功备用式PV-VSG控制策略,并对其进行数学建模。然后对光伏发电系统的稳定运行区域进行研究,提出最低电压限制方法,最后仿真验证了文中所提控制策略的可行性。仿真结果表明:该控制策略使传统光伏逆变器在无储能的情况下通过有功备用方式实现虚拟同步功能,并能稳定运行于光伏曲线右半平面。

基于运行状态评估的双馈风机自适应虚拟同步发电机控制下载：90 浏览：436

高澈1 田新首2 李琰2 迟永宁2 刘超2 唐冰婕2 《电网技术研究》 2018年10期

摘要:

双馈风机机械与电气解耦,使得接入电网总有效转动惯量降低,增加电网频率调节压力。分析了双馈风机通过虚拟同步发电机控制实现对系统频率响应技术,研究了双馈风机在调频过程中在不同运行工况下能量变化评估方法,提出基于机组状态评估的双馈风机自适应虚拟同步发电机控制。在理论研究基础上进行时域仿真,结果表明,基于运行状态评估的双馈风机自适应虚拟同步发电机控制在不同出力水平下可以对系统频率提供有效支撑,提高系统频率稳定性,同时调频过程中保证机组运行稳定。

抑制虚拟同步发电机低频振荡的自适应阻尼控制算法策略下载：23 浏览：211

马成松1 赵耀1,2 刘庆飞3 杨帆1,2 《电气学报》 2020年6期

摘要:

随着电力系统电力电子化的发展,以虚拟同步发电机(Virtual Synchronous Generator, VSG)控制策略为主的逆变器在电网中渗透率将越来越大。然而,传统电力系统中出现的低频振荡现象在虚拟同步发电机系统中未得到相应的研究。为了研究低频振荡对虚拟同步发电机系统的影响,在详细分析VSG控制策略的基础上,对虚拟同步发电机系统中出现低频振荡的原因进行分析研究。通过分析低频振荡时功角特性的关系,提出一种自适应阻尼控制算法,能够自适应控制系统阻尼系数,抑制低频振荡。最后,以Matlab/Simulink为仿真实验平台,验证了VSG系统中低频振荡现象和所提算法的有效性。

基于虚拟同步发电机的MMC受端换流器控制策略下载：72 浏览：472

陈继开曾强李林贾肖华辛业春李国庆《电力研究》 2020年9期

摘要:

模块化多电平换流器(modular multi-level converter,MMC)的电力电子拓扑结构决定了其零惯性的特性,对系统惯性无支撑作用,系统发生直流传输功率波动和交流系统发生短时功率失衡都可能导致与火电机组相连的交流电网频率产生较大偏差。针对上述问题,提出了一种基于虚拟同步发电机(virtualsynchronousgenerator, VSG)的MMC受端换流器控制策略。该控制策略在MMC功率外环控制中加入一阶惯性环节,为系统提供惯性参数和阻尼参数,使换流器在运行外特性上与同步发电机相类似。通过建立VSG数学模型,对惯性参数和阻尼参数的动态响应进行分析。基于Opal-RT实时仿真,搭建五端MMC-MTDC系统验证所提出的控制策略的正确性与有效性。仿真结果充分表明,当交直流系统功率发生波动时,该控制策略能够在不依靠复杂通信系统的条件下,有效地抑制交流电网频率波动,VSG控制策略能有效为系统提供惯性和阻尼,提高交流系统频率稳定。

基于虚拟同步发电机控制技术的能量路由器交直流协调控制下载：87 浏览：468

贾俊国1 庞松楠2 董瑞彪1 张凯1 李国华1 孙丽敬3 宋振浩3 《电力研究》 2019年4期

摘要:

作为能源互联网的关键设备,能量路由器的电路拓扑和控制策略与可再生能源接纳、灵活电力变换息息相关。基于虚拟电机理论,提出一种能量路由器拓扑结构,对此结构的交、直流端口均采用虚拟同步发电机控制,以实现对交、直流接口能量的协调控制。分别建立了虚拟直流电机和虚拟交流电机控制数学模型,以实现交、直流侧协调控制;并针对直流侧突增负荷、电网频率突增和突减三种工况,验证了所提出的能量路由器在拓扑结构、能量流动、维持母线电压稳定的正确性。并且在MATLAB中与传统的下垂控制进行了比较研究,对比研究结果显示下垂控制具有调节速度较快的优点,但超调大,变化较为突兀的缺点;而虚拟电机控制方法则由于具备阻尼和惯性特性的优越性,所以超调小,调节则较为平缓有利于系统的稳定运行。所提出的控制策略为能量路由器的稳定运行提出了一种新的解决方案。

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