电压不对称下虚拟同步发电机的电流及功率质量控制研究
发布时间：2021-08-30 07:14
随着分布式电源在电网中的大规模应用,电网正在向低惯性和低阻尼的方向发展。而虚拟同步发电机（Virtual Synchronous Generator,VSG）因能模拟同步发电机的转动惯量、阻尼和调频调压等优点成为学者们研究的热点。在电网电压不对称下虚拟同步发电机会出现输出电流不平衡及功率振荡问题。针对这个问题,本文在不改变虚拟同步发电机特性的基础上提出电流平衡控制及功率振荡抑制策略,在电网电压不对称时实现输出电流平衡和功率恒定。首先建立同步发电机的二阶数学模型,分析其工作流程,设计虚拟同步发电机的整体控制结构。借鉴同步发电机调速器的有功功率-频率下垂特性、励磁调节器的无功功率-电压下垂特性和二阶数学模型设计虚拟同步发电机的虚拟调速器、虚拟励磁调节器和本体模型,实现模拟同步发电机的转动惯量、阻尼特性和调频调压等功能。然后通过建立虚拟同步发电机的小信号模型,利用根轨迹法设计虚拟调速器、虚拟励磁调节器和本体模型的参数。基于MATLAB/SIMULINK搭建并网模式和孤岛模式下虚拟同步发电机的仿真模型,验证虚拟调速器、虚拟励磁调节器、转动惯量和阻尼特性的有效性。随后针对电网电压不对称下虚拟同步...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究的意义
1.2 电压对称条件下虚拟同步发电机的国内外研究现状
1.3 电压不对称条件下虚拟同步发电机的国内外研究现状
1.4 课题主要研究内容
第2章 虚拟同步发电机的结构设计
2.1 引言
2.2 同步发电机的数学模型
2.3 并网逆变器的主电路结构
2.4 虚拟同步发电机的实现
2.4.1 虚拟调速器的设计
2.4.2 虚拟励磁调节器的设计
2.4.3 本体模型的设计
2.5 本章小结
第3章 虚拟同步发电机的参数设计与建模分析
3.1 引言
3.2 控制器参数设计
3.3 并网模式下虚拟同步发电机仿真分析
3.4 孤岛模式下虚拟同步发电机仿真分析
3.5 本章小结
第4章 电压不对称下虚拟同步发电机的电流平衡控制及功率振荡抑制策略..
4.1 引言
4.2 电压不对称对虚拟同步发电机的影响
4.2.1 有功功率振荡对虚拟同步发电机的影响
4.2.2 无功功率振荡对虚拟同步发电机的影响
4.3 基于双坐标系的电流平衡控制及功率振荡抑制策略
4.4 电流平衡控制及功率振荡抑制策略的仿真分析
4.5 本章小结
第5章 虚拟同步发电机实验分析
5.1 引言
5.2 虚拟同步发电机实验平台
5.2.1 实验平台硬件设计
5.2.2 实验平台软件设计
5.3 实验结果与分析
5.3.1 并网模式下虚拟同步发电机实验分析
5.3.2 孤岛模式下虚拟同步发电机实验分析
5.3.3 电流平衡控制及功率振荡抑制策略的实验分析
5.3.4 模式切换实验分析
5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于虚拟同步发电机控制的微电网分层频率控制[J]. 陈萌,肖湘宁,赖柏竹. 高电压技术. 2018(04)
[2]基于欠励磁状态运行的虚拟同步发电机低电压穿越控制策略[J]. 施凯,叶海涵,徐培凤,焦龙. 电力系统自动化. 2018(09)
[3]基于动态电压补偿的VSG电流平衡及峰值电流控制[J]. 郭岩,郑天文,司杨,陈来军,梅生伟. 电力系统自动化. 2018(09)
[4]虚拟同步发电机技术在风力发电系统中的应用与展望[J]. 柴建云,赵杨阳,孙旭东,耿华. 电力系统自动化. 2018(09)
[5]不对称条件下的储能虚拟同步发电机低电压穿越控制技术[J]. 何安然,侯凯,王小红,蒋应伟,刘建平,卢方舟. 电力系统自动化. 2018(10)
[6]基于自适应惯量阻尼综合控制算法的虚拟同步发电机控制策略[J]. 李东东,朱钱唯,程云志,刘庆飞,林顺富,杨帆,边晓燕. 电力自动化设备. 2017(11)
[7]基于改进模糊C均值聚类算法的区域集中式光伏发电系统动态分群建模[J]. 盛万兴,季宇,吴鸣,刘海涛,寇凌峰. 电网技术. 2017(10)
[8]改善独立微网频率动态特性的虚拟同步发电机模型预测控制[J]. 陈来军,王任,郑天文,司杨,梅生伟. 电力系统自动化. 2018(03)
[9]基于虚拟阻抗的恒压恒频微电源的故障控制策略[J]. 李松峰,牟龙华,郭文明,张鑫. 电工技术学报. 2018(03)
[10]三相四桥臂虚拟同步发电机预同步、多环路控制及负载不平衡控制方法[J]. 顾彬仕,王建华,骆芳芳,季振东,吕志鹏,顾伟,王涛. 电工技术学报. 2017(S1)
博士论文
[1]分布式发电项目竞争力及提升路径模型研究[D]. 朱茳.华北电力大学(北京) 2017
[2]大功率光伏并网逆变系统研究[D]. 马亮.北京交通大学 2012
本文编号：3372327
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究的意义
1.2 电压对称条件下虚拟同步发电机的国内外研究现状
1.3 电压不对称条件下虚拟同步发电机的国内外研究现状
1.4 课题主要研究内容
第2章 虚拟同步发电机的结构设计
2.1 引言
2.2 同步发电机的数学模型
2.3 并网逆变器的主电路结构
2.4 虚拟同步发电机的实现
2.4.1 虚拟调速器的设计
2.4.2 虚拟励磁调节器的设计
2.4.3 本体模型的设计
2.5 本章小结
第3章 虚拟同步发电机的参数设计与建模分析
3.1 引言
3.2 控制器参数设计
3.3 并网模式下虚拟同步发电机仿真分析
3.4 孤岛模式下虚拟同步发电机仿真分析
3.5 本章小结
第4章 电压不对称下虚拟同步发电机的电流平衡控制及功率振荡抑制策略..
4.1 引言
4.2 电压不对称对虚拟同步发电机的影响
4.2.1 有功功率振荡对虚拟同步发电机的影响
4.2.2 无功功率振荡对虚拟同步发电机的影响
4.3 基于双坐标系的电流平衡控制及功率振荡抑制策略
4.4 电流平衡控制及功率振荡抑制策略的仿真分析
4.5 本章小结
第5章 虚拟同步发电机实验分析
5.1 引言
5.2 虚拟同步发电机实验平台
5.2.1 实验平台硬件设计
5.2.2 实验平台软件设计
5.3 实验结果与分析
5.3.1 并网模式下虚拟同步发电机实验分析
5.3.2 孤岛模式下虚拟同步发电机实验分析
5.3.3 电流平衡控制及功率振荡抑制策略的实验分析
5.3.4 模式切换实验分析
5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于虚拟同步发电机控制的微电网分层频率控制[J]. 陈萌,肖湘宁,赖柏竹. 高电压技术. 2018(04)
[2]基于欠励磁状态运行的虚拟同步发电机低电压穿越控制策略[J]. 施凯,叶海涵,徐培凤,焦龙. 电力系统自动化. 2018(09)
[3]基于动态电压补偿的VSG电流平衡及峰值电流控制[J]. 郭岩,郑天文,司杨,陈来军,梅生伟. 电力系统自动化. 2018(09)
[4]虚拟同步发电机技术在风力发电系统中的应用与展望[J]. 柴建云,赵杨阳,孙旭东,耿华. 电力系统自动化. 2018(09)
[5]不对称条件下的储能虚拟同步发电机低电压穿越控制技术[J]. 何安然,侯凯,王小红,蒋应伟,刘建平,卢方舟. 电力系统自动化. 2018(10)
[6]基于自适应惯量阻尼综合控制算法的虚拟同步发电机控制策略[J]. 李东东,朱钱唯,程云志,刘庆飞,林顺富,杨帆,边晓燕. 电力自动化设备. 2017(11)
[7]基于改进模糊C均值聚类算法的区域集中式光伏发电系统动态分群建模[J]. 盛万兴,季宇,吴鸣,刘海涛,寇凌峰. 电网技术. 2017(10)
[8]改善独立微网频率动态特性的虚拟同步发电机模型预测控制[J]. 陈来军,王任,郑天文,司杨,梅生伟. 电力系统自动化. 2018(03)
[9]基于虚拟阻抗的恒压恒频微电源的故障控制策略[J]. 李松峰,牟龙华,郭文明,张鑫. 电工技术学报. 2018(03)
[10]三相四桥臂虚拟同步发电机预同步、多环路控制及负载不平衡控制方法[J]. 顾彬仕,王建华,骆芳芳,季振东,吕志鹏,顾伟,王涛. 电工技术学报. 2017(S1)
博士论文
[1]分布式发电项目竞争力及提升路径模型研究[D]. 朱茳.华北电力大学(北京) 2017
[2]大功率光伏并网逆变系统研究[D]. 马亮.北京交通大学 2012
本文编号：3372327
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