【论文集锦】虚拟同步机

-回复 -浏览
楼主 2022-01-10 10:51:04
举报 只看此人 收藏本贴 楼主

虚拟同步机

集锦

虚拟同步发电机通过模拟同步发电机转子方程,使分布式发电系统表现出虚拟的惯性和阻尼特性,在物理和数学上实现与同步发电机的等效,并具备参与一次调频和一次调压的能力。因其有望解决分布式电源大规模接入电网造成的稳定性问题,基于虚拟同步发电机的控制策略受到越来越多学者的关注。小编汇总了2015年以来《电网技术》刊出的虚拟同步发电机方向论文,欢迎品读。

1

《基于运行状态评估的双馈风机自适应虚拟同步发电机控制

 -点击文题可阅读全文-

作者:高澈,田新首,李琰,迟永宁,刘超,唐冰婕

单位:华北电力大学   经济与管理学院;新能源与储能运行控制国家重点实验室(中国电力科学研究院有限公司)

出版时间:2018年第2期:517-523    

摘要:双馈风机机械与电气解耦,使得接入电网总有效转动惯量降低,增加电网频率调节压力。分析了双馈风机通过虚拟同步发电机控制实现对系统频率响应技术,研究了双馈风机在调频过程中在不同运行工况下能量变化评估方法,提出基于机组状态评估的双馈风机自适应虚拟同步发电机控制。在理论研究基础上进行时域仿真,结果表明,基于运行状态评估的双馈风机自适应虚拟同步发电机控制在不同出力水平下可以对系统频率提供有效支撑,提高系统频率稳定性,同时调频过程中保证机组运行稳定。


关键词:双馈风机;状态评估;自适应虚拟同步发电机控制;频率稳定性
2

《新型虚拟同步发电机控制方法及其暂态过程自适应控制策略》

 -点击文题可阅读全文-

作者:邹蕴韬,张海涛,刘春阳,陈欣琰,王秀丽,宁联辉

单位:西安交通大学电气工程学院

出版时间:2018年第3期:933-941

摘要:针对分布式电源并网存在波动性的问题,提出了一种新型虚拟同步发电机控制方法及其相应的暂态过程自适应控制策略。该虚拟同步发电机控制方法利用状态反馈解耦和输入前馈的方法改进了逆变器矢量控制结构;根据转子机械运动方程建立有功控制环,并在原有直流功率中加入直流电压调节分量实现稳定直流电压的控制。该方法整体具有明显的二阶系统特性,并且其控制参数与其自身时域特性形成了简洁而明确的关系。而其暂态过程自适应控制策略通过综合考虑电网的频率偏移和分布式电源的功率波动,自适应配置虚拟同步机的相应参数,改变暂态过程的动态特性,以调节并网系统等效惯性。仿真结果证明了该方法及其理论分析的有效性和正确性。


关键词:分布式电源;虚拟同步发电机;暂态过程;自适应控制;惯性调节

3

《含虚拟同步发电机的光/柴/储独立微网控制策略》

 -点击文题可阅读全文-

作者:林岩,张建成

单位:华北电力大学 电气与电子工程学院

出版时间:2017年第4期:1277-1284

摘要:为实现独立微网的长期稳定运行,提出了一种含虚拟同步发电机(virtual synchronous generatorVSG)的光//储微网控制策略。在光伏电源侧配置储能组成光储发电系统,利用VSG技术控制逆变器将其虚拟为同步发电机,通过设计能量管理,将光伏瞬时出力和储能荷电状态反馈到VSG控制中,实时调整光储系统的有功和频率输出。柴油发电机与光储系统采用对等控制,共同参与微网的一次调频,维持微网有功平衡,同时由柴油发电机承担二次调频任务。最终实现了光伏电能的最大输出和储能设备荷电状态的控制,保证了独立微网的灵活控制和经济稳定运行。最后,通过Matlab/Simulink工具搭建了仿真模型,对相关分析和所提策略进行了仿真验证。


关键词:微网;虚拟同步发电机;光伏电源;柴油发电机;超级电容器

4

《基于三相四桥臂逆变器的虚拟同步发电机分序控制策略》

 -点击文题可阅读全文-

作者:张鸿博,蔡晓峰,杨向真

单位:华北水利水电大学  电力学院;河南工程学院 机械工程学院;
出版时间:2017年第4期:1291-1299

摘要:分析了虚拟同步发电机的常规控制策略,指出了其隐含的正序阻抗、负序阻抗及零序电抗相等的约束条件,进而分析了在三相不对称环境中常规控制策略存在的问题。结合同步发电机的正负零序网络模型,提出了基于序网络模型的虚拟同步发电机控制策略,并设计了基于三相四桥臂逆变器的序网络模型实现方案,分析了多机并联时的虚拟阻抗设计原则。仿真验证了序网络模型实现方案的正确性,并验证了序网络模型在改善逆变器输出电压三相不平衡度方面的优势以及多机并联时的阻抗设计原则,证明了序网络模型在不对称负载运行方面的优势。


关键词:微电网;虚拟同步发电机;不对称;负序;零序

5

《电网电压不平衡时的改进虚拟同步机控制策略》

 -点击文题可阅读全文-

作者:万晓凤,胡海林,聂晓艺,余运俊,曾繁鹏

单位:南昌大学 信息工程学院;江苏林洋能源股份有限公司

出版时间:2017年第11期:3573-3581

摘要:在电网电压不平衡并网逆变器瞬时功率数学模型基础上,分析了传统虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)控制在电网电压不平衡时存在的问题:逆变器输出电流三相不平衡,输出有功功率及无功功率出现2倍电网频率波动,提出了一种改进型VSG控制策略。改进后的控制策略在dq坐标系下,利用平衡电流VSG控制得到基准正序电流指令,结合电网电压不平衡参数以及瞬时功率数学模型,得到不同控制目标下,并网逆变器正、负序电流指令值,并分别对正、负序电流指令进行跟踪得到正、负序电压调制信号,将正、负序电压调制信号合成为最终调制信号。改进后的VSG控制策略不改变VSG控制机理,保留VSG原有控制特性,分别实现了输出电流三相平衡,抑制有功或无功功率2倍电网频率波动的控制目标。仿真及实验结果表明所提出控制策略的有效性。


关键词:虚拟同步发电机;电网电压不平衡;电流不平衡;有功及无功功率波动;正、负序电流


6

《基于改进虚拟同步发电机算法的微网逆变器二次调频方案》

 -点击文题可阅读全文-

作者:李斌,周林,余希瑞,郑晨,刘晋宏

单位:输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室(重庆大学)

出版时间:2017年第8期:2680-2687

摘要:传统的虚拟同步发电机控制方案可帮助微网逆变器实现一次调频功能,为微网提供频率支撑,然而一次调频属于有差调节。通过改进虚拟同步发电机的控制结构,可使逆变器根据工作模式在一次调频和二次调频之间切换。二次调频适用于孤岛模式的微电网,可实现微网频率的无差控制,同时利用小信号等效以及根轨迹分析方法对二次调频控制策略进行了稳定性分析,并给出了相关参数的选取范围。该方案可使多台逆变器参与调频并按容量均分缺额功率,有利于总调频容量以及微电网容量的扩展。此外,二次调频对频率额定值的追踪功能还可辅助完成微网孤岛模式到并网模式的预同步环节,保证了预同步过程的顺利实行。最后,通过微网仿真平台验证了所提控制方案的有效性。


关键词:微电网;虚拟同步发电机;小信号等效;二次调频;预同步控制

7

孤岛微电网中虚拟机差异化故障穿越方法

 -点击文题可阅读全文-

作者:段青,盛万兴,沈超,帅智康,马春艳,黄文

单位:配电变压器节能技术北京市重点实验室(中国电力科学研究院);国家电能变换与控制工程技术研究中心(湖南大学)

出版时间:2017年第10期:3307-3314

摘要:孤岛条件下,多虚拟机组成的微电网在暂态过程中存在严重的过流及稳定性问题。分析了虚拟机冲击电流的数学模型,提出了快速限流控制和虚拟阻抗限流控制两种限流方法。在此基础上,考虑微电网的安全性与稳定性,提出了孤岛微电网中虚拟机差异化故障穿越控制策略。该策略对故障程度严重的近端虚拟机,采用快速电流控制抑制冲击电流同时合理分配功率;对于故障程度较浅的远端虚拟机,采用虚拟阻抗控制限制短路电流同时为微电网提供频率支撑。基于PSCAD/EMTDC的仿真结果验证了控制策略的有效性。


关键词:虚拟机;孤岛微电网;快速限流控制;虚拟阻抗控制;差异化故障穿越控制

8

《考虑不平衡电网电压的虚拟同步发电机平衡电流控制方法》

 -点击文题可阅读全文-

作者:陈天一,陈来军,汪雨辰,郑天文,梅生伟

单位:电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室(清华大学电机系);陕西省地方电力集团有限公司

出版时间:2016年第3期:904-909

摘要:虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)可实现分布式电源友好并网。然而,电网电压不平衡时,传统VSG控制会导致三相并网电流不平衡,为此提出一种VSG平衡电流控制方法。首先分析了VSG在电网电压不平衡情况下存在的问题及其与传统逆变器控制的区别;在此基础上,利用VSG在dq坐标系下的特点设计电流指令计算方法,使VSG在各种类型的不平衡电压下实现负序电流抑制。该方法计算逻辑简单,且能够实现不同工况下的自适应控制。仿真和实验结果表明了所提控制方法的正确性和有效性。


关键词:虚拟同步发电机;并网控制;不平衡电压;负序电流抑制

9

《基于模式平滑切换的虚拟同步发电机低电压穿越控制方法》

 -点击文题可阅读全文-

作者:陈天一,陈来军,郑天文,梅生伟

单位:电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室(清华大学电机系)

出版时间:2016年第7期:2134-2140

摘要:虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)可实现分布式电源友好并网。然而,传统的VSG控制不具备低电压穿越能力,在电网电压暂降时难以提供无功支撑,且容易发生输出电流幅值越限。为此,提出一种基于模式平滑切换的VSG低电压穿越控制方法。首先结合传统低电压穿越控制的数学模型,分析了其与VSG平衡电流控制之间的关联以及两者在切换时存在的问题;在此基础上,设计了VSG低电压穿越控制的整体方案,利用VSG平衡电流控制无差跟随的特点实现了控制模式的平滑切换,使得VSG在电压跌落过程中,其控制信号可很好地跟随电流指令参考值。该方法能够避免故障恢复时由于控制模式突变造成的暂态电流冲击,实现VSG在不同工况下的低电压穿越。仿真结果验证了所提方法的正确性和有效性。


关键词:虚拟同步发电机;低电压穿越;模式平滑切换;状态跟随


10

《基于虚拟同步机的微网逆变器无频差控制》

 -点击文题可阅读全文-

作者:阳建,刘勇,盘宏斌,唐健

单位:湘潭大学 自动控制研究所;深圳市盛弘电气股份有限公司

出版时间:2016年第7期:2001-2008

摘要:虚拟同步机控制可克服传统并网逆变器无惯性给电网带来的冲击,可提升电网接纳可再生能源的能力,在微电网中受到了广泛关注。但由于虚拟同步机采用传统的有功-频率下垂控制,在孤网模式下存在频率偏移,这会对接入微网中的负载产生不利的影响。提出了一种无频差的有功-频率控制算法,即在转子运动方程中,用频率比例积分反馈代替传统的阻尼环节,消除了孤网模式下的频率偏移,同时能够实现微网逆变器的多模式控制。建立系统降阶小信号模型,以系统的稳态性能、动态性能和微网系统相关参数指标为约束条件对所提控制器参数进行优化设计。最后,仿真和实验结果证实了控制算法的有效性和可行性。


关键词:DG;微网;预同步;平滑切换;多模式控制

11

《基于虚拟同步发电机原理的模拟同步发电机设计方法》

 -点击文题可阅读全文-

作者:侍乔明,王刚,付立军,徐力,陈宇航,蒋文韬

单位:西安交通大学 电气工程学院;舰船综合电力技术国防科技重点实验室(海军工程大学)

出版时间:2015年第3期:783-790

摘要:传统模拟同步电机组主要采用原动机拖动同步发电机旋转发电来实现,该方法虽能更有效地模拟电网中同步电机组的电磁耦合特性,但存在控制系统复杂、系统灵活性差、实现成本高等不足。为此,基于虚拟同步发电机控制原理提出了一种模拟同步发电机组设计方法。该方法利用滤波电抗等效代替同步发电机组电枢电阻及同步电抗,通过控制系统实现对同步发电机组惯性特性、频率响应特性及调压特性的有效模拟。该方法简化了模拟风电并网实验系统的设计,具有较强的灵活性和可行性。设计了一套容量为20 kVA的模拟同步发电机组,并基于已有的模拟风电机组实验平台构建了一套模拟风电并网实验系统。在负荷功率扰动条件下,利用Matlab/Simulink仿真结果与实验结果进行对比,验证了所提模拟同步发电机组设计方法的有效性及在风电机组频率响应控制研究中应用的可行性。


关键词:模拟同步发电机;风电并网实验系统;虚拟同步发电机;频率响应特性模拟




编辑 | 徐梅



Hello,伙伴们
长按二维码关注我们吧!

微信投稿、报告发布、合作、宣传等事宜请联系: pst@epri.sgcc.com.cn

欢迎留言参与专题技术讨论! 

我要推荐
转发到