基于模型降阶的双馈风电机组虚拟同步机控制参数优化

针对虚拟同步机（VSG）控制的双馈风电机组（DFIG）中由模型阶数过高导致的动态性能指标和参数优化求解困难的问题,兼顾稳定性与动态性能,提出一种改进的劳斯赫尔维茨与帕德近似结合的模型降阶方法。首先,建立DFIG-VSG系统的数学模型,基于此提出一种转子电流前馈补偿解耦的双环控制策略;然后,建立DFIG-VSG并网系统的小信号模型,得到对应的高阶闭环传递函数。基于该文提出的模型降阶方法对DFIG-VSG高阶传递函数进行降阶可得到输出有功功率的二阶传递函数,并进一步通过约束动态参数与稳定裕度得出一套控制参数选取范围,在该选取范围内通过根轨迹法分析主要控制参数对DFIG-VSG并网系统的影响。在不同风速工况下,通过Matlab/Simulink仿真验证了所提方法的可行性。     

光-储虚拟同步机多模式运行控制与改善储能系统寿命的选择性投退策略

该文研究光储虚拟同步机不同运行模式及其控制方法,提出改善储能寿命的VSG选择性投退策略.结合光储特点和电网需要提出光储系统实施VSG的4种运行模式及其功率协调控制方法.为降低负荷实时扰动带来的VSG成本,提出依据扰动大小选择性投入VSG的策略,通过离线求解模型方程组得到VSG投入时刻,在线根据扰动频率变化进行匹配的方法...     

一种自主降额运行的负荷虚拟同步机控制方法

大量低惯量、欠阻尼的电力电子负荷接入电网影响电力系统的稳定性。文章针对DC/DC负荷,提出了一种前级采用负荷虚拟同步机,后级采用频率-输出电压下垂和电压电流闭环的控制策略;针对DC/AC负荷,提出了一种前级采用负荷虚拟同步机,后级采用频率-转速下垂和矢量控制系统的变频器控制方法。所提方法能够提高负荷在弱网下的适应能力,增强电力系统的稳定性。最后,通过Matlab验证了理论分析的正确性。     

一种基于数字孪生的虚拟同步机与静止同步补偿器优化协调控制策略研究

当电网发生严重不平衡电压跌落时,虚拟同步机通常配置静止同步补偿器应对电压支撑不足、电流越限等问题。在实际应用中同步机和补偿器之间的协调控制严重依赖实时通信。因此,文章提出了一种基于数字孪生技术的虚拟同步机和静止同步补偿器的优化协调控制策略。首先,建立基于正负序电流控制结构,支撑新能源场站并网点的电压。其次,提出了改进的多目标协调控制策略,实现电压支撑、电流限制和有功功率输出等多个控制目标。再次,建立基于数字孪生的虚拟同步机与静止同步补偿器协调控制模型,应对现实中协调控制通信延时问题。最后,通过使用MATLAB仿真平台,验证了该方法的有效性。     

基于虚拟同步机的双馈风电机组自适应控制

为了保障风机参与有功调频后的运行稳定,在研究双馈风电机组的虚拟同步控制的基础上,切实考虑了风机运行工况和电力系统调频需求两方面的情况,将风速和频率偏差值作为模糊逻辑控制器的输入信号,来相应地调节虚拟同步机的虚拟转动惯量参数,实现了双馈风电机组参与有功调频的自适应控制。仿真结果表明,采用该方案的双馈风电机组在保障自身平稳运行的同时,能适应不同的风速和电力系统的调频需求,合理地调整自身的调频出力水平。     

运用虚拟同步机技术的新型兆瓦级光-储并网结构

提出一种新型的VSG光-储分布式发电系统结构,该方案在传统光-储并网发电系统的逆变器后端另外添置了一套储能电池.这样不但可提高光伏组件的工作效率,避免光伏出力变化对系统频率造成影响,而且还可根据电网负荷的异常波动情况及时有效地输出有功及无功功率,达到稳定电网频率、电压的作用.系统的动态分析及仿真结果证明了该新型光-储并...     

基于虚拟同步机的改进双馈风电机组控制策略研究

针对双馈风电机组并网导致风机转速与电网频率相解耦,不及时响应电网频率变化的问题,提出一种基于虚拟定子电压定向的新型双馈风机控制策略。通过改进双馈风机变流器的控制,在风力发电机与电网之间建立起一套虚拟功角,增加了原系统所没有的惯性和阻尼。在稳态时可保障风机运行于最大功率点,当系统发生频率扰动时,可动态地调节风力机组的输出,以响应电网频率的变化。最后,在PSCAD/EMTDC平台上搭建了1.5 MW双馈风机的暂态模型,验证了所提控制策略的有效性。     

储能系统逆变器虚拟同步机控制算法研究

由于风力发电机等分布式电源的渗透率逐渐提高,对电力系统的无功平衡、电压质量和电压稳定性等因素也产生越来越多的负面影响。为提高电力系统稳定性和电压质量,以储能系统为后备支持,提出了基于虚拟同步发电机(VSG)控制的储能系统控制方法。该方法包括同步发电机(SG)的电气部分、励磁部分和机械部分,使变换器具有同步发电机的特性,可精确控制储能系统输出的有功和无功功率。最后通过Matlab/Simulink仿真模型验证了该控制方法的可行性。研究成果可为新能源并网系统安全控制提供参考。     

基于调相机的LCC-HVDC换流站无功优化与双层协调策略研究

目的  现有换流站无功补偿方案下,调相机仅提供暂态无功支撑,交流滤波器承担稳态无功补偿与调整任务,两者间缺少协调方案,经济性不足。 方法  在保证调相机动态特性的基础上,基于直流送、受端系统运行特性,首先提出以调相机置换部分交流滤波器容量,两者共同参与稳态无功补偿的换流站无功优化方案。随后按照动作顺序先后提出换流站双层无功调整策略。第一层无功调整由调相机承担,通过在稳态运行范围内调节出力实现。第二层无功调节在第一层无功调整后启动,逐组投切交流滤波器进行无功调整,直至达到换流站无功调整要求。最后,在PSCAD中搭建LCC-HVDC（Line-Commutated Converter High Voltage Direct Current,LCC高压直流输电）系统仿真模型进行仿真验证。 结果  仿真结果表明文章提出的换流站无功补偿方案和双层无功调整策略能优化换流站交流滤波器配置组数,减少换流站交流滤波器投切频次。 结论  所提方案实现了对现有LCC-HVDC换流站无功补偿方案和无功调整策略的优化。     

虚拟同步发电机自适应转动惯量策略研究

虚拟同步发电机(VSG)可在系统发生功率扰动时减小系统频率变化率和频率偏差,然而固定的转动惯量参数无法保证功率和频率的调节性能,不能使系统发生扰动时的系统频率响应兼具稳定性和快速性。因此,在离网和并网模式两种工况下提出了转动惯量自适应控制策略。首先,介绍了虚拟同步机的工作原理并分析了不同转动惯量对VSG输出频率的影响;其次,依据转子加速区和减速区的概念提出了自适应转动惯量控制策略,并利用李雅普诺夫稳定性理论证明了该算法的稳定性,给出了关键控制参数的取值原则;最后通过Simulink验证了该算法的有效性。     

基于混合储能的并网光伏发电系统功率控制研究

针对并网光伏发电系统输出功率的波动,提出利用混合储能系统对功率进行平抑.介绍了光伏最大功率跟踪和并网逆变的控制,为实现发电和并网功率的匹配,考虑蓄电池和超级电容器各自特性的优势,对混合储能系统提出了三级式功率分配策略;通过设计相应的控制方法和以功率分配单元的输出功率作为参考值,混合储能系统控制变换器进行合理充放电.混合储能系统不仅保证了并网功率按计划运行,而且稳定了直流母线电压、满足了随机负荷供电.通过仿真验证,三级式功率分配策略有效,控制方法可行.     

Crowbar优化控制策略下的双馈风机无功调节能力研究

在分析双馈风机(DFIG)无功调节原理的基础上,根据最新的低电压穿越要求,建立优化的Crowbar控制策略,进而提出在电网严重故障期间内,Crowbar投入时由网侧变流器充当STATCOM为电网提供无功,Crowbar退出时无功输出继续由转子侧变流器励磁调节控制,推导出DFIG网侧及定子输出无功功率极限的表达式,结合优化的Crowbar控制策略研究DFIG的无功调节能力,最后利用RTDS平台进行仿真验证。结果表明,DFIG的无功调节能力与理论分析一致,在电网故障期间,应用此控制策略的DFIG可连续提供最大无功支持,且能帮助恢复电网电压。     

基于岭估计法的储能虚拟同步发电机惯性和阻尼系数辨识方法

鉴于目前虚拟同步电机(VSG)的研究主要集中在控制系统的改进上,缺乏对实际虚拟同步发电机控制参数的量化认识.对此,建立了虚拟同步电机线性化时域函数模型,考虑虚拟同步机惯量和阻尼参数之间的耦合性,提出了一种基于岭估计法的虚拟同步机等效惯性和阻尼系数辨识方法.在输出功率阶跃变化时,利用岭估计法对VSG惯量和阻尼参数进行辨识...     

基于虚拟阻抗的储能微网VSG控制策略研究

目的  为了使储能微网并网变流器（Power Conversion System, PCS）具备同步发电机一样的旋转、励磁特性,提出一种在储能微网并网PCS控制系统中采用虚拟同步机（Virtual Synchronous Generation, VSG）控制策略。 方法  针对传统VSG不具备低电压穿越（Low Voltage Ride Through, LVRT）能力,文章构建VSG虚拟阻抗无功控制环节,实时修正电压控制输入信号,提高系统暂态压降支撑能力;为了得到虚拟阻抗的幅值及阻感比,将LVRT工况分为线路对称和不对称短路障,研究正、负序电压、电流,得出虚拟阻抗参数。 结果  为了验证所提控制策略的性能,通过Matlab/Simulink进行仿真,设置仿真工况为：储能微网外接输电线路分别发生三相接地和单相接地故障。 结论  仿真结果表明：将虚拟阻抗引入VSG控制系统中,可以提高短路情况下储能微网并网PCS输出电压,起到LVRT期间电压暂态支撑作用,使储能微网具备LVRT能力,可为实际应用提供指导。     

光伏逆变器无功调节能力分析与控制策略研究

通过建立光伏逆变器接入配电网稳态分析模型,以接入点运行电压、最大运行电流和SPWM调制控制条件为约束,分析了不同工况下逆变器的无功调节能力。构建接入配电网运行时面向电网电压调整的无功功率控制策略,该策略以控制接入点电压为目标,逆变器通过补偿系统需求的无功对电压进行支撑。构建分布式光伏接入配电网应对配电网负荷变化和光伏注入功率变化引起的电压无功调整仿真实验,验证了该策略的有效性。     

一种不依赖储能的光伏逆变器离网电压型控制策略

提出了一种不依赖储能的光伏逆变器离网电压型控制技术。该控制技术采用两级式光伏逆变器拓扑,前级Boost变换器采用负荷驱动型控制,实现最大功率点以下的源-荷功率平衡;后级逆变器则采用恒压恒频控制,支撑交流母线稳定。该控制策略使光伏逆变器在不依赖储能的前提下,独立支撑母线电压,并迅速调整光伏电池工作点以响应负载需求,保证了光伏逆变器和负载之间的功率平衡。仿真和实验结果表明,该控制技术极大地拓展了光伏的工作范围,提升了分布式光伏的主动支撑能力。