基于虚拟同步机的微网快速并离网无缝切换技术

发布时间：2021-01-22 20:24

　　微源通常经由电力电子换流器接入电网,其自身基本不具备惯性,传统控制策略已经难以完成并网控制要求,往往造成并/离网瞬间的电流冲击,甚至导致稳定破坏,难以实现无缝切换。同步发电机所具有的转子惯量较大、自我调节能力较强和调节特性等特点,这些特点能够对微网的并/离网切换提供很大的帮助。本文引入虚拟同步发电机（VSG）算法,利用其一次调节、二次调节特性和阻尼特性来支撑微网并/离网切换操作的完成。主要研究工作如下:首先,介绍了单一微电源的模型,接着说明与分析了微电源的控制电路,其中主要介绍了电流内环控制与电压外环控制。其次,本章完成了对虚拟同步发电机模型的搭建,根据同步发电机的有功-频率特性和无功-电压特性,完成了虚拟同步发电机控制策略中有功-频率控制环节和无功-电压控制环节的实现;将虚拟同步发电机算法引入到逆变器的控制环节中,并给出了针对并/离网切换的整体控制策略,对转动惯量与阻尼对并/离网切换的影响进行了仿真分析。最后,针对传统的微网并/离网时控制模式需要在V/F模式与P/Q模式间切换,控制模式的改变,往往导致控制的不连续性。引入了虚拟同步机算法,利用其调节特性可保证微网变流器离/并网切换时控... 

【文章来源】：华北电力大学河北省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：49 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

电枢电阻和同步电抗的仿真模型

华北电力大学硕士学位论文a s a s LZ = R + j L = R + jX = Z （3-4）将上述两个量相乘得到虚拟同步发电机 A相定子压降：( )a LI Z = I Z + （3-5）将 A相定子压降合成三相电压后，同虚拟同步发电机的励磁电动势0E 做差，获得虚拟同步发电机的定子端电压U ，上述过程形成的仿真模型图如图 3-3 所示。

图 3-4 转子运动方程的仿真模型图3.2 有功-频率控制环节电网中保持频率的可靠性就需要满足等式约束条件，即电力系统中产生的有功功率总和等于消耗的有功功率总和。当系统负荷产生突变时，等式约束条件就不再满足，电网的频率就可能产生波动。整个电力系统的稳定离不开可靠的频率支持，如果频率产生较大的波动，其范围内的所有用户与其本身将受到极大的冲击，所以有功-频率的控制策略的研究与选择极为重要。3.2.1 同步发电机有功-频率特性当负荷发生突变时，将导致系统频率的波动，此时一次调节系统动作减小频率的波动。电力系统的等式约束条件不满足时，一次调节系统调节原动机的进气量或进水量来调整发电机的有功输出功率，以抵消负荷的突变，此时系统发出的有功功率和负荷消耗的有功功率会达到一个新的平衡。负荷增加时，系统提供的有功功率也会有所增加，但无法全部抵消负荷的增加量，故而系统频率会下降；


本文编号：2993855