含多光储VSG单元孤岛微网参数自适应功率协调与频率优化控制

发布时间：2021-08-23 11:19

　　虚拟同步发电机VSG（virtual synchronous generator）技术因能增加惯性、改善系统稳定性而在分布式发电和微网等领域愈发受到关注。但VSG逆变器并联运行时,通常忽略直流侧分布式电源特性,且参数大多固定不变,不能保证最大限度利用可再生能源,且系统频率动态响应较差。针对这一问题,提出了适用于含多光储VSG单元孤岛微网的参数自适应功率协调与频率优化控制策略。综合考虑系统负荷需求、光伏单元出力情况以及系统频率变化,自适应调节转动惯量、阻尼系数和虚拟电感等参数,确保系统各单元间功率有效分配,避免了光伏利用不充分、逆变器过载及系统交直流侧功率变动引起的频率骤变等不良影响,系统频率动态调节特性也可改善。最后,基于RT-LAB搭建了含3组光储VSG单元的孤岛微网实时仿真平台,对多工况下仿真结果进行分析与对比,验证了所述控制方法的正确性及有效性。 

【文章来源】：电源学报. 2020,18(06)北大核心CSCD

【文章页数】：13 页

【部分图文】：

2015-2019年中国光储装机容量及增长率

2018-2019中国光储系统容量组成

另一方面，在低压配网中，由于线路阻感比较大，有功和无功控制存在耦合[8]，故本文在VSG控制中增加了虚拟阻抗环节[22]，通过增加虚拟阻抗等效降低线路的阻感比，有效减少VSG并入系统之后产生的功率环流，进而达到有功、无功的独立控制，实现功率均匀分配，提升系统鲁棒性。综合式（1）～式（3）及逆变器本地数学模型，可得到如图4所示的VSG控制框图。其中，VSG控制环包括频率控制环和电压控制环，分别产生参考电压幅值和相位信号；虚拟阻抗环生成电压补偿给定，同VSG控制环产生的参考电压一同作用，产生内环电压电流双环控制中的电压外环参考信号，即式中：Rv和Lv分别为虚拟电阻和虚拟电感；udref和uqref分别为电压电流外环的电压参考信号dq轴分量；ed和eq分别为VSG控制环输出参考电压dq分量；Δud和Δuq分别为虚拟阻抗环产生的电压补偿信号。

【参考文献】：
期刊论文
[1]电力电子并网装备多尺度切换控制与电力电子化电力系统多尺度暂态问题[J]. 胡家兵,袁小明,程时杰.  中国电机工程学报. 2019(18)
[2]基于自适应虚拟惯性的微电网动态频率稳定控制策略[J]. 刘尧,陈建福,侯小超,裴星宇,李建标,粟梅.  电力系统自动化. 2018(09)
[3]微网——未来能源互联网系统中的“有机细胞”[J]. 茆美琴,丁勇,王杨洋,张榴晨.  电力系统自动化. 2017(19)
[4]虚拟同步发电机的功率动态耦合机理及同步频率谐振抑制策略[J]. 李武华,王金华,杨贺雅,顾云杰,杨欢,何湘宁.  中国电机工程学报. 2017(02)
[5]考虑源端动态特性的光伏虚拟同步机多模式运行控制[J]. 郑天文,陈来军,刘炜,郭岩,梅生伟.  中国电机工程学报. 2017(02)
[6]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)
[7]中国多微网系统发展分析[J]. 许志荣,杨苹,赵卓立,王灿.  电力系统自动化. 2016(17)
[8]虚拟同步发电机功率环的建模与参数设计[J]. 吴恒,阮新波,杨东升,陈欣然,钟庆昌,吕志鹏.  中国电机工程学报. 2015(24)
[9]虚拟同步发电机及其在微电网中的应用[J]. 吕志鹏,盛万兴,钟庆昌,刘海涛,曾正,杨亮,刘岚.  中国电机工程学报. 2014(16)
[10]工业用光伏微网运行策略优化与经济性分析[J]. 茆美琴,金鹏,张榴晨,丁勇,徐海波.  电工技术学报. 2014(02)



本文编号：3357765