基于虚拟阻尼前馈的VSG储能系统功率调频解耦控制策略

储能系统(Energy Storage System,ESS)作为柔性负荷,可实现对风电、光伏等削峰填谷而逐渐成为研究热点。文章研究了虚拟同步发电机控制(Virtual Synchronous Generator,VSG)在储能系统中的应用,提出了一种虚拟阻尼前馈的VSG控制结构,在不影响VSG阻尼特性的前提下,精准实现了储能系统的一次调频特性。最后,仿真结果证明了所提策略的可行性。     

基于模糊理论的VSG自适应转动惯量控制策略

针对传统虚拟同步发电机(VSG)算法在逆变器并网端引起的功频动态响应能力不足、输出电能质量差等问题,提出了一种基于模糊理论的VSG控制策略,通过分析转动惯量的动态特性,研究同步发电机转子方程和暂态过程的功频变化机理,设计出一种模糊控制器作用于逆变器的VSG转子运动模块,使得其转动惯量能够自适应调节以达到逆变器并网稳定的目的。利用Simulink对比仿真传统VSG控制策略及基于模糊理论的VSG控制策略,验证了所提控制策略在超调量、稳定性、响应速度等方面的优越性,弥补了部分改进算法中转动惯量不能自适应调节以及调节方法不明确的缺陷,可有效降低逆变器并网端功率振荡和优化频率响应。     

基于虚拟同步发电机的多区域交直流互联电网二次调频控制

通过模拟传统同步发电机的有功-频率响应特性,提出了基于虚拟同步发电机技术的交直流互联电网二次调频控制方法,使得VSC-HVDC主动响应频率变化。文章首先建立了含VSC-HVDC的交直流互联电网二次调频控制模型,通过优化虚拟同步发电机参数构建了多区域交直流互联电网的二次调频控制策略,并以4区域交直流互联电网二次调频控制模型为例进行了仿真。仿真结果表明,文章所提出的基于虚拟同步发电机的VSC-HVDC调频策略,能够保证互联系统频率在较小的范围内变化,其调频效果优于传统的直流调制控制,明显地改善了互联电网的频率稳定性。     

基于VSG控制的SOP低电压穿越控制策略

虚拟同步发电机（virtual synchronous generator,VSG）技术因其使逆变器能够模仿同步发电机的运行机制,不仅使分布式电源接入电网呈现友好特性,而且增强了电网的稳定性,从而得到了广泛的研究。然而传统VSG控制由于难以提供可控的无功功率而不具备低电压穿越（low voltage ride through,LVRT）能力,当远端发生故障导致电压下降时,难以提供无功支撑,容易出现电流过流等问题。因此,针对上述问题采用一种计及模式切换的低电压穿越控制方法。分析了VSG基本原理,针对换流器采用VSG控制,在传统LVRT方法的基础上,设计了VSG低电压穿越控制的方法。针对电网故障工况下换流器的LVRT问题,结合传统LVRT控制方案,采用一种模式切换控制策略,以柔性电力电子开关（SOP）为研究对象,通过仿真结果进行对比。仿真结果验证了VSG控制结合LVRT控制可以抬升电压,在表现出传统发电机动态特性的同时,还可以提升供电可靠性,同时该控制策略可以在表现出传统发电机动态特性的同时,加入低穿特性,可提升供电可靠性,帮助换流器度过瞬时暂态过程,同时发出无功功率支撑电压恢复,同时满足低电压穿越期间的电网需求。     

基于改进惯量阻尼特性的VSG控制策略

针对虚拟同步发电机并网运行时存在有功输出功率动、静态特性不能兼顾的问题,该文基于经典控制理论,对虚拟同步发电机的惯量阻尼特性进行了深入分析研究.在此基础上,提出了一种基于改进惯量阻尼特性的VSG控制策略.该策略分别在传统VSG控制前向通道和阻尼反馈通道增加微分校正环节,通过改变其动静态特性,满足不同频段的控制品质需求,...     

孤岛微电网的虚拟同步发电机分布式协同二次调频控制

基于孤岛微电网中虚拟同步发电机一次控制存在的频率偏差问题,提出一种基于预定时系统的分布式二次频率控制策略。该策略通过预定时系统对一致性进行改进并适配虚拟同步发电机本体算法,使各逆变器仅依靠相邻单元的通信,即可实现系统有功缺额按容量分配与频率的无差控制。同时,预定时系统通过提前设定一致性的收敛时间,进一步提高频率的恢复速度,并且无需考虑初始容量与协议参数的影响,有利于分布式电源的即插即用,提高运行效率。最后通过仿真验证了所提控制策略的可行性和有效性。     

光伏发电参与电力系统调频的研究综述

受化石能源的枯竭及环境毁坏的影响,光伏发电并网容量快速增长,而大规模光伏发电并网严重减弱了电力系统的调频能力,加大了电力系统的运行风险。首先阐述了光伏发电大规模并网后,电力系统的动态变化趋势;然后从光伏电站单一调频、综合自动发电控制(AGC)调频2方面进行了调研总结,并对光储联合调频和光伏虚拟同步发电机提高光伏发电调频能力等进行了综述分析。结论表明,储能技术及光伏虚拟同步发电机技术是提高光伏发电调频能力的有效方法,随着储能成本的降低及光伏虚拟同步发电机技术的日益成熟,针对光伏发电参与电力系统调频进行研究将具有更高的实际应用价值。     

基于模糊控制的储能参与一次调频综合控制策略

针对储能调频控制模式间以临界值方式直接切换造成功率跃变及储能荷电状态（SOC）过高过低,储能出力受限问题,提出一种基于模糊控制的储能参与的一次调频综合控制策略。首先,分析储能虚拟下垂、虚拟惯量和虚拟负惯量控制参数对系统频率响应的影响,确定各控制参数调频优势和稳定变化范围;其次,设计含虚拟负惯量控制的模糊控制器,实现控制模式之间的平滑切换和优势互补,加快频率恢复;最后,采用logistics函数设计SOC反馈控制策略和SOC自恢复控制策略,使储能容量得到更好的保持,提高储能的调频能力。仿真实验验证了所提策略的有效性。     

基于变论域模糊控制的VSG自适应控制策略

针对虚拟同步发电机(virtual synchronous generator, VSG)控制在负载扰动或电网频率波动下引起的有功功率与输出频率振荡问题,结合变论域思想提出一种VSG改进模糊自适应控制策略。首先,建立VSG有功-频率环小信号模型,分析虚拟惯量与阻尼系数对系统暂态过程的影响,为参数选取提供依据。其次,依据功角特性曲线确定参数与输出频率间的变化关系,以此为基础设计模糊控制器动态调节虚拟惯量与阻尼系数。之后,通过添加伸缩因子模糊控制器完成模糊论域的动态整定,其与增加模糊规则等效,可提高控制精度。最后,在Matlab/Simulink中搭建单机VSG模型,对几种自适应控制进行仿真对比,结果表明所提出的控制策略在抑制功率和频率超调及降低调节时间方面表现更加优异,验证了该控制策略的有效性和优越性。     

基于改进虚拟同步发电机的预同步并网策略

虚拟同步发电机(Virtual Synchronous Generator,VSG)可有效缓解可再生能源并网造成的惯性下降问题,但在并网瞬间VSG容易产生暂态电流,导致切换失败。文章提出一种针对VSG孤/并网切换的预同步方法。首先,建立VSG数学模型,设计了VSG功频控制器和励磁控制器。其次,提出改进VSG算法的无偏差调频调压策略,消除了VSG在孤岛运行下的频率和电压偏差,并由锁相环采集电网相位,根据电网并网矢量原理进行相位同步,完成并网预同步设计。最后,搭建Matlab/Simulink仿真模型,实现了VSG在孤网下的二次调频调压,在此基础上完成了孤/并网无缝切换以及并网稳定运行。     

330MW供热机组AGC和一次调频控制策略分析及优化

目前,抽汽式供热燃煤发电厂需要解决的一个难题,既要确保周边工业园区高质量的供热要求,又要满足电网自动增益控制(AGC)和一次调频对大容量供热机组的调度要求。介绍了吴泾热电厂2台330 MW机组在基建调试结束后,因控制策略牺牲了变负荷调节性能而换取稳定供热运行,造成了不能满足电网调度对机组进行AGC和一次调频的要求。从机组控制优化和逻辑要求入手,在供热工况下对AGC和一次调频控制策略进行了梳理和优化。通过多次试验和调整,修改和完善了变负荷时的相关参数,提高了机组的负荷调节性能,满足了电网AGC及一次调频要求。     

乌溪江水力发电厂一次调频

阐述了一次调频功能的具体实现方法.通过在调速器程序中设定一次调频专用参数,实现机组自动转入一次调频运行,加快响应时间、增强调节能力,并采用机组接收二次调频信号时将一次调频功能迅速退出,在新的工作起点稳定运行的方法,协调了一次调频和二次调频相互辅助、相互制约的关系.实际运行表明,水电厂一次调频功能的投入对保持电网频率稳定、确保供电质量有着至关重要的作用.     

一种基于VSG技术的混合微电网控制策略

针对混合微电网易受负荷和电源波动影响的问题,提出一种基于虚拟同步发电机技术的混合微电网控制策略,增强混合微电网的惯性能够平抑频率和电压突变,同时,联络换流器(interfacing converter,IC)根据2个子网的需要进行功率交换.建立IC控制的小信号模型,推导负荷及电源变化与传输功率之间的传递函数.分析系统的...     

基于功频调节的二次再热机组一次调频研究

针对二次再热机组的一次调频负荷响应不足问题,以1000MW超超临界二次再热机组为研究对象,基于机理分析法建立二次再热机组一次调频动态仿真数学模型,开发实时动态仿真平台,仿真分析基于功频调节原理的一次调频动态特性.仿真结果表明:基于功频调节原理的一次调频方式在负荷响应速度及幅度方面均优于传统的频差调节方式,提高了机组的负...     

风力发电机组一次调频控制策略对比研究

风速具有随机性和波动性会使风电机组输出功率产生巨大波动,因而电力系统需较多备用容量来确保风电能成功可靠并网,这样会增加电网的运行成本。随着风电开发规模的不断扩大,且考虑到我国风电集中式开发的特点,所以对风电机组在电网中的调频作用及平滑输出功率尤为重要,且提出更高的要求。本调研报告从风电机组发电研究背景出发,阐述该背景下国内研究的现状以及成果意义,然后对比分析国内外学者在风力发电机组一次调频方面提出的控制策略及研究成果,最后对该部分内容进行总结和展望,分析在新能源时代下面临的问题和挑战。     

基于H2和H_∞鲁棒优化的双馈感应发电机的二次调频策略

研究了双馈感应发电机(DFIG)接入电力系统后的频率稳定问题。当多个DFIG参与系统调频时,若只采用下垂控制分配各个DFIG参与调频的容量,无法使系统频率偏差为0。为解决这一问题,在DFIG下垂控制基础上采用H₂/H_∞控制方法设计辅助控制器,提升系统动态性能及鲁棒性。为提高系统频率对风速变化的韧性,在该辅助控制器中将求解H₂和H_∞性能指标问题转化为含线性矩阵不等式(LMI)约束的优化问题。最后,采用算例对所提控制器的有效性进行验证。仿真结果表明,当出现负荷扰动时该控制器可把系统频率偏差控制到0;当风速在短时间大幅跌落时,该控制器仍能维持系统频率在允许范围内。