不平衡工况下虚拟同步发电机控制策略研究

发布时间：2020-06-25 12:28

【摘要】：微电网的提出旨在实现分布式电源的灵活、高效应用,解决数量庞大、形式多样的分布式电源并网问题。为提高新能源发电的渗透率,虚拟同步发电机(VSG)技术被相关学者提出,大转动惯量、大阻尼、自同步、调压、调频等特性使得VSG技术得到广泛青睐。本文主要针对并联线路阻抗不匹配及负载不平衡两种工况下VSG控制策略进行研究,总结为以下几个方面。根据课题的研究背景,对微网逆变器及虚拟同步发电机的研究现状分析,并对线路阻抗不匹配及负载不平衡两种工况下的控制策略进行综述。介绍虚拟同步发电机的基本原理及各部分组成,分析离/并网两种模式下的运行特性,得到各参数变化对功频响应及系统稳定性的影响机理。针对并联线路阻抗不匹配提出一种电压补偿下垂控制。分析了线路阻抗不匹配的原理,线路阻抗不匹配会在各VSG之间产生环流,影响无功功率分配;根据下垂系数自适应控制提出一种电压补偿下垂控制,由无功功率偏差补偿线路阻抗差异造成的电压降落,在减小无功功率分配偏差的同时弥补了公共点电压下降的缺点;对该控制策略进行小信号建模,分析稳定性并选取合理的参数。针对负载不平衡提出一种电压自补偿与频率跟随复合控制策略。分析了不平衡原理,不平衡负载会导致VSG输出电压、电流不对称,且有功、无功功率中含二倍频分量,造成功率波动;根据正、负序电压之间的关系提出一种电压补偿控制策略,通过补偿正序电压参考值,减小负序电压分量,抑制不平衡电压;改进频率控制,加入频率跟随,矫正频率误差,实现并联均流。
【学位授予单位】：西安理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TM341
【图文】：

[3]。图1-1 全球光伏装机统计Fig.1-1 The summary of Global PV installation常规逆变器不能与配电网及微网进行有效同步，在其运行过程中存在一定的缺陷，不能满足分布式发电和微网的要求。传统电网中，同步发电机对电网呈现友好特性，相比逆变器具备一系列优势，因此虚拟同步发电机(Virtual Synchronous Generator，VSG)技术被相关学者提出[4-11]，即在微网逆变器中应用同步发电机的模型，通过加入同步发电机的原动机调节及励磁调节，使逆变器具备转动惯量及阻尼，模拟同步发电机的外特性运行，具有自同步?

虚拟同步电机(VSG)图 1-2 基于 VSG 的微网逆变器结构图Fig.1-2 The micro inverter structure based on the VSG逆变器及虚拟同步发电机的研究现状电中的分布式电源大多通过电力电子装置实现与电网的对接，分为并式，控制方法有恒功率、恒压恒频、下垂控制三种。率控制（PQ 控制）是指逆变器输出有功功率、无功功率不变，即逆变化时，保持恒定有功/无功功率输出。这个控制方法可以通过改变逆值和相角来实现，利用动态下垂特性曲线，保持下垂系数即曲线斜率值或频率，就可以实现恒功率控制。其应用于分布式发电时能够使其无功功率，实现新能源的最大利用。通常应用于并网模式。fminf/HzfmaxUminU/VUmax

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本文编号：2729130