微电网中虚拟同步发电机并联控制技术研究
发布时间：2021-03-06 10:54
近年来,可再生能源分布式发电在我国电网中的渗透率不断增长。由于分布式发电功率随机波动大、容量小、数量多、地理位置上相对分散,因此增加了电力系统管理和运行调度的难度。微电网技术能够充分整合就地资源优势,减少分布式发电对大电网的直接影响,被认为是解决分布式发电接入和消纳的有效途径。分布式电源普遍通过电力电子逆变器接入微电网。虽然逆变器具有响应迅速的优点,但因不含机械转子而缺少旋转惯性,会对微电网的稳定运行造成不利影响。虚拟同步发电机（virtual synchronous generator,VSG）技术可以在逆变器控制中模拟同步发电机的转子运动方程和调压调频特性,有利于提高分布式电源对微电网和大电网的支撑作用。因此,如何将虚拟同步发电机技术应用到微电网中就成为了分布式发电领域的热点。目前,这方面的研究还远未成熟。本文将针对微电网中虚拟同步发电机并联控制技术进行深入研究,主要研究内容及创新点概述如下:（1）针对微电网中电压源型双向变换器的特点,提出了一种d q坐标轴下的虚拟同步发电机的控制策略,分别给出了有功频率控制、无功电压控制、电压电流双内环控制、带载并网预同步控制等环节的具体实现方法...
【文章来源】：湖南大学湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：137 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
交流微电网中逆变器控制策略示意图
增强分布式发电接口的惯性，同时也便于将传统电网的控制方法延用到微电网中。VSG的构成如图1.2所示，受可再生能源发电不稳定性的影响，一般需要在直流侧增加储能单元维持直流输入的稳定。通过虚拟同步发电机算法控制逆变器的输出功率，将直流母线的直流输入转变为交流输出，使得逆变器的交流输出特性对电网而言类似于同步发电机的外特性。目前，国内外许多学者针对VSG的原理，以及控制策略进行了不同方面的理论研究、仿真和实验[79–84]。大部分针对VSG的研究，主要对虚拟同步机的基本原理和特性进行模型构建、稳定性分析、原理的仿真和实验验证。下文中将对一些典型的研究工作进行总结分析。图 1.2 虚拟同步发电机的结构框图1.3.1 VSYNC项目模型同步发电机的惯性最早在欧洲的VSYNC项目中被引入到逆变器控制中[85]。当电网侧频率波动时，逆变器通过模拟同步发电机的特性改变有功功率输出，为电网提供有功支撑
微电网中虚拟同步发电机并联控制技术研究式中， ω和dω/dt分别表示角频率的变化、以及变化速率，KD表示阻尼示惯性常量， SOC表示SOC值与参考SOC 值的差值， v表示输出电压与值的差值，KV表示无功电压下垂系数，KSOC表示SOC修正系数。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于自适应虚拟阻抗的交流微电网无功功率—电压控制策略[J]. 刘尧,林超,陈滔,李建标,陈子儒. 电力系统自动化. 2017(05)
[2]一种改进的虚拟同步发电机功率控制策略[J]. 魏亚龙,张辉,宋琼,李晓强. 电气传动. 2017(02)
[3]孤岛微网中虚拟同步发电机不平衡电压控制[J]. 曾正,邵伟华,李辉,冉立,秦松. 中国电机工程学报. 2017(02)
[4]多微源独立微网中虚拟同步发电机的改进型转动惯量自适应控制[J]. 宋琼,张辉,孙凯,魏亚龙. 中国电机工程学报. 2017(02)
[5]基于改进PSO的变流器控制参数优化方法[J]. 彭子舜,戴瑜兴,毕大强. 现代电子技术. 2016(22)
[6]基于自适应调节的微源逆变器虚拟同步发电机控制策略[J]. 张亚楠,朱淼,张建文,蔡旭. 电源学报. 2016(03)
[7]不平衡与非线性混合负载下的虚拟同步发电机控制策略[J]. 石荣亮,张兴,刘芳,徐海珍,胡超,余勇,倪华. 中国电机工程学报. 2016(22)
[8]基于PQ控制的电压控制型逆变器研究[J]. 陈阳,赵晋斌,朱弘,屈克庆. 电力电子技术. 2016(01)
[9]国内微电网项目建设及发展趋势研究[J]. 张丹,王杰. 电网技术. 2016(02)
[10]虚拟同步发电机的转子惯量自适应控制方法[J]. 程冲,杨欢,曾正,汤胜清,赵荣祥. 电力系统自动化. 2015(19)
博士论文
[1]主动配电网中分布式电源的虚拟同步发电机控制技术研究[D]. DANG NGOC HUY（邓玉辉）.华北电力大学 2015
[2]分布式电源的虚拟同步发电机控制技术研究[D]. 孟建辉.华北电力大学 2015
[3]基于虚拟同步机的微网逆变器控制策略研究[D]. 刘芳.合肥工业大学 2015
本文编号：3066968
【文章来源】：湖南大学湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：137 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
交流微电网中逆变器控制策略示意图
增强分布式发电接口的惯性，同时也便于将传统电网的控制方法延用到微电网中。VSG的构成如图1.2所示，受可再生能源发电不稳定性的影响，一般需要在直流侧增加储能单元维持直流输入的稳定。通过虚拟同步发电机算法控制逆变器的输出功率，将直流母线的直流输入转变为交流输出，使得逆变器的交流输出特性对电网而言类似于同步发电机的外特性。目前，国内外许多学者针对VSG的原理，以及控制策略进行了不同方面的理论研究、仿真和实验[79–84]。大部分针对VSG的研究，主要对虚拟同步机的基本原理和特性进行模型构建、稳定性分析、原理的仿真和实验验证。下文中将对一些典型的研究工作进行总结分析。图 1.2 虚拟同步发电机的结构框图1.3.1 VSYNC项目模型同步发电机的惯性最早在欧洲的VSYNC项目中被引入到逆变器控制中[85]。当电网侧频率波动时，逆变器通过模拟同步发电机的特性改变有功功率输出，为电网提供有功支撑
微电网中虚拟同步发电机并联控制技术研究式中， ω和dω/dt分别表示角频率的变化、以及变化速率，KD表示阻尼示惯性常量， SOC表示SOC值与参考SOC 值的差值， v表示输出电压与值的差值，KV表示无功电压下垂系数，KSOC表示SOC修正系数。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于自适应虚拟阻抗的交流微电网无功功率—电压控制策略[J]. 刘尧,林超,陈滔,李建标,陈子儒. 电力系统自动化. 2017(05)
[2]一种改进的虚拟同步发电机功率控制策略[J]. 魏亚龙,张辉,宋琼,李晓强. 电气传动. 2017(02)
[3]孤岛微网中虚拟同步发电机不平衡电压控制[J]. 曾正,邵伟华,李辉,冉立,秦松. 中国电机工程学报. 2017(02)
[4]多微源独立微网中虚拟同步发电机的改进型转动惯量自适应控制[J]. 宋琼,张辉,孙凯,魏亚龙. 中国电机工程学报. 2017(02)
[5]基于改进PSO的变流器控制参数优化方法[J]. 彭子舜,戴瑜兴,毕大强. 现代电子技术. 2016(22)
[6]基于自适应调节的微源逆变器虚拟同步发电机控制策略[J]. 张亚楠,朱淼,张建文,蔡旭. 电源学报. 2016(03)
[7]不平衡与非线性混合负载下的虚拟同步发电机控制策略[J]. 石荣亮,张兴,刘芳,徐海珍,胡超,余勇,倪华. 中国电机工程学报. 2016(22)
[8]基于PQ控制的电压控制型逆变器研究[J]. 陈阳,赵晋斌,朱弘,屈克庆. 电力电子技术. 2016(01)
[9]国内微电网项目建设及发展趋势研究[J]. 张丹,王杰. 电网技术. 2016(02)
[10]虚拟同步发电机的转子惯量自适应控制方法[J]. 程冲,杨欢,曾正,汤胜清,赵荣祥. 电力系统自动化. 2015(19)
博士论文
[1]主动配电网中分布式电源的虚拟同步发电机控制技术研究[D]. DANG NGOC HUY（邓玉辉）.华北电力大学 2015
[2]分布式电源的虚拟同步发电机控制技术研究[D]. 孟建辉.华北电力大学 2015
[3]基于虚拟同步机的微网逆变器控制策略研究[D]. 刘芳.合肥工业大学 2015
本文编号：3066968
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