計及微電網(wǎng)黑啟動的虛擬同步發(fā)電機調(diào)頻策略
發(fā)布時間：2021-06-21 17:49
針對虛擬同步發(fā)電機（Virtual Synchronous Generator, VSG）控制策略應用到微電網(wǎng)調(diào)頻過程中存在次振蕩周期的問題,提出一種雙閾值-全程自適應頻率控制策略。該控制策略綜合了自適應模型與負轉(zhuǎn)動慣量的特性,建立了新的轉(zhuǎn)動慣量函數(shù)模型,弱化了阻尼項的影響,在消除頻率暫態(tài)過程次振蕩周期的同時,簡化了控制結(jié)構。為解決現(xiàn)有單一控制策略難以適用于微電網(wǎng)黑啟動問題,在不影響微電網(wǎng)啟動速度的前提下引入零起升壓環(huán)節(jié),將該控制策略的應用范圍擴大到微電網(wǎng)黑啟動過程。仿真和實驗驗證了所提控制策略的正確性和有效性。
【文章來源】：電力系統(tǒng)保護與控制. 2020,48(14)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】：10 頁
【部分圖文】：
J值變化下的根軌跡
從式(1)、式(2)可以看出，逆變器的慣性與阻尼功率振蕩得益于模型中的J和Dp兩項。其動態(tài)調(diào)整過程可描述如下：當自然條件變化或負荷突變時，輸入功率Pm與輸出電磁功率Pe不平衡，系統(tǒng)頻率會因為慣性和阻尼的存在，變化緩慢；同時，直流側(cè)儲能裝置會根據(jù)頻率的變化量，對輸入功率進行調(diào)節(jié)，達到抑制頻率變化的目的，最終使系統(tǒng)進入穩(wěn)態(tài)。1.2 小信號模型
圖3(a)為虛擬同步發(fā)電機處于靜態(tài)穩(wěn)定下的有功功率-功角變化曲線。當給定功率突增時，功角會在新穩(wěn)態(tài)點附近往返運動，最終衰減至穩(wěn)定�？蓪⑦@種衰減的往返過程分為4個階段，對應圖3(b)角速度變化曲線中t1～t5時間內(nèi)的4個階段，根據(jù)各階段角速度及其變化率的不同，設定不同大小的轉(zhuǎn)動慣量值，以達到自適應控制，各階段轉(zhuǎn)動慣量變化情況如表1所示。將系統(tǒng)受到擾動后頻率第一次返回參考值后的時間定義為頻率變化的次振蕩周期，則可以看出，雖然自適應控制在一定程度上減少了頻率超調(diào)量，但依舊無法消除次振蕩周期。當微電網(wǎng)系統(tǒng)負荷變動頻繁時，這種次振蕩將持續(xù)很久，甚至會造成上一擾動的次振蕩未消除就發(fā)生了新的擾動，使頻率超調(diào)量疊加，造成頻率越限，而使保護動作。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]光伏虛擬同步發(fā)電機建模與仿真研究[J]. 任自盼,魯寶春,趙亞龍,劉曉敏,張茹雪,孫麗穎. 電力系統(tǒng)保護與控制. 2019(13)
[2]連接無源網(wǎng)絡的VSC-HVDC優(yōu)化虛擬同步機控制及參數(shù)分析[J]. 江斌開,王志新,包龍新,秦華. 中國電機工程學報. 2018(22)
[3]磁耦合諧振式供電系統(tǒng)的頻率分裂抑制方法[J]. 劉飛飛,郭波超,任舒琪,朱楊林. 河南師范大學學報(自然科學版). 2018(06)
[4]電流控制型虛擬同步發(fā)電機的小信號建模與穩(wěn)定性分析[J]. 孫大衛(wèi),劉輝,高舜安,宋鵬,徐彭亮. 電網(wǎng)技術. 2018(09)
[5]基于協(xié)調(diào)一致算法的微電網(wǎng)頻率二次調(diào)整策略[J]. 江渝,向竑宇,鐘力強. 廣東電力. 2018(07)
[6]虛擬同步發(fā)電機參數(shù)設計及優(yōu)化方法[J]. 陶亮,程軍照,王文璽,宮金武,孫建軍. 電力系統(tǒng)保護與控制. 2018(12)
[7]Self-tuning virtual synchronous generator control for improving frequency stability in autonomous photovoltaic-diesel microgrids[J]. Rongliang SHI,Xing ZHANG,Chao HU,Haizhen XU,Jun GU,Wei CAO. Journal of Modern Power Systems and Clean Energy. 2018(03)
[8]梯度因子估計虛擬同步發(fā)電機阻尼的配置方法[J]. 孔劍虹,姜學樸,吳江寧,徐文. 電力系統(tǒng)保護與控制. 2018(09)
[9]交直流混合微電網(wǎng)可靠性影響因素分析[J]. 朱永強,唐萁. 智慧電力. 2018(04)
[10]基于DIgSILENT軟件的微電網(wǎng)平滑切換的研究[J]. 文浩,惠宇翔. 智慧電力. 2018(01)
博士論文
[1]多能互補微電網(wǎng)中的虛擬同步發(fā)電機（VSG）控制研究[D]. 石榮亮.合肥工業(yè)大學 2017
本文編號：3241124
【文章來源】：電力系統(tǒng)保護與控制. 2020,48(14)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】：10 頁
【部分圖文】：
J值變化下的根軌跡
從式(1)、式(2)可以看出，逆變器的慣性與阻尼功率振蕩得益于模型中的J和Dp兩項。其動態(tài)調(diào)整過程可描述如下：當自然條件變化或負荷突變時，輸入功率Pm與輸出電磁功率Pe不平衡，系統(tǒng)頻率會因為慣性和阻尼的存在，變化緩慢；同時，直流側(cè)儲能裝置會根據(jù)頻率的變化量，對輸入功率進行調(diào)節(jié)，達到抑制頻率變化的目的，最終使系統(tǒng)進入穩(wěn)態(tài)。1.2 小信號模型
圖3(a)為虛擬同步發(fā)電機處于靜態(tài)穩(wěn)定下的有功功率-功角變化曲線。當給定功率突增時，功角會在新穩(wěn)態(tài)點附近往返運動，最終衰減至穩(wěn)定�？蓪⑦@種衰減的往返過程分為4個階段，對應圖3(b)角速度變化曲線中t1～t5時間內(nèi)的4個階段，根據(jù)各階段角速度及其變化率的不同，設定不同大小的轉(zhuǎn)動慣量值，以達到自適應控制，各階段轉(zhuǎn)動慣量變化情況如表1所示。將系統(tǒng)受到擾動后頻率第一次返回參考值后的時間定義為頻率變化的次振蕩周期，則可以看出，雖然自適應控制在一定程度上減少了頻率超調(diào)量，但依舊無法消除次振蕩周期。當微電網(wǎng)系統(tǒng)負荷變動頻繁時，這種次振蕩將持續(xù)很久，甚至會造成上一擾動的次振蕩未消除就發(fā)生了新的擾動，使頻率超調(diào)量疊加，造成頻率越限，而使保護動作。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]光伏虛擬同步發(fā)電機建模與仿真研究[J]. 任自盼,魯寶春,趙亞龍,劉曉敏,張茹雪,孫麗穎. 電力系統(tǒng)保護與控制. 2019(13)
[2]連接無源網(wǎng)絡的VSC-HVDC優(yōu)化虛擬同步機控制及參數(shù)分析[J]. 江斌開,王志新,包龍新,秦華. 中國電機工程學報. 2018(22)
[3]磁耦合諧振式供電系統(tǒng)的頻率分裂抑制方法[J]. 劉飛飛,郭波超,任舒琪,朱楊林. 河南師范大學學報(自然科學版). 2018(06)
[4]電流控制型虛擬同步發(fā)電機的小信號建模與穩(wěn)定性分析[J]. 孫大衛(wèi),劉輝,高舜安,宋鵬,徐彭亮. 電網(wǎng)技術. 2018(09)
[5]基于協(xié)調(diào)一致算法的微電網(wǎng)頻率二次調(diào)整策略[J]. 江渝,向竑宇,鐘力強. 廣東電力. 2018(07)
[6]虛擬同步發(fā)電機參數(shù)設計及優(yōu)化方法[J]. 陶亮,程軍照,王文璽,宮金武,孫建軍. 電力系統(tǒng)保護與控制. 2018(12)
[7]Self-tuning virtual synchronous generator control for improving frequency stability in autonomous photovoltaic-diesel microgrids[J]. Rongliang SHI,Xing ZHANG,Chao HU,Haizhen XU,Jun GU,Wei CAO. Journal of Modern Power Systems and Clean Energy. 2018(03)
[8]梯度因子估計虛擬同步發(fā)電機阻尼的配置方法[J]. 孔劍虹,姜學樸,吳江寧,徐文. 電力系統(tǒng)保護與控制. 2018(09)
[9]交直流混合微電網(wǎng)可靠性影響因素分析[J]. 朱永強,唐萁. 智慧電力. 2018(04)
[10]基于DIgSILENT軟件的微電網(wǎng)平滑切換的研究[J]. 文浩,惠宇翔. 智慧電力. 2018(01)
博士論文
[1]多能互補微電網(wǎng)中的虛擬同步發(fā)電機（VSG）控制研究[D]. 石榮亮.合肥工業(yè)大學 2017
本文編號：3241124
本文鏈接：http://www.sikaile.net/kejilunwen/dianlilw/3241124.html
教材專著
