直流微网储能单元的灵活类虚拟同步发电机控制

发布时间：2024-02-20 17:57

　　直流微网中组网变流器采用虚拟电机控制可改善系统中因功率波动所引起的电能质量问题,但其无法兼顾直流母线电压动态调节的灵活性。针对此问题,以直流微网中蓄电池储能单元的DC-DC变流器为研究对象,基于类虚拟同步发电机控制技术,利用直流电压变化率与惯性参数耦合的机理,提出一种能够实现直流电压灵活动态调节的灵活类虚拟同步发电机控制。通过建立小信号模型,基于DC-DC变流器端口响应与根轨迹的分析,揭示了主要参数变化对系统惯性与稳定性的影响规律,并给出相应的整定方法。其次,通过结合蓄电池的双向特性以及系统稳定裕度指标,给出了惯性参数的稳定取值区域,实现合理范围内惯性控制的灵活调节。然后根据荷电状态(state of charge, SOC)对蓄电池提供惯性功率能力的影响,基于SOC对惯性控制中下垂系数的取值进行实时约束。研究结果表明,灵活类虚拟同步发电机控制能给系统提供灵活可调的惯性支撑,使直流电压具有更好的动态特性和稳定性。最后,通过Matlab/Simulink仿真验证了所提控制策略的有效性。

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【部分图文】：

图1直流微电网拓扑结构

图1为本文所研究的直流微电网结构示意图，由分布式发电单元(光伏、风机)、负荷(直流负载、交流负载)、储能单元(蓄电池)以及相应的电力电子变流器构成。其中，光伏与风机分别通过Boost变流器P-DC与电压源型变流器W-VSC接入直流微网，直流负载与交流负载分别通过Buck变流器L-....

图2AVSG控制原理图

图4中，udcN为直流母线额定电压；iset和i*dc分别为一次调压输入电流和直流侧输出电流的参考值；T为1阶惯性环节的时间常数。此外，式(3)为有关功率的限制环节，在第3部分稳定运行约束分析中会进行详细的介绍。图3双向DC-DC变流器电路图

图3双向DC-DC变流器电路图

图2AVSG控制原理图图4FAVSG控制框图

图4FAVSG控制框图

图3双向DC-DC变流器电路图式中：Ssoc为SOC的数值；SN为蓄电池的额定容量；μref为SOC相对功率系数；Δudcm为直流微电网的电压波动范围。由式(1)可知，虚拟惯性系数Cvir的大小表征了系统的惯性强度，当系统出现功率扰动时，Cvir越大，相应的电压变化率就越小，越....

本文编号：3904360