含勵磁特性的虛擬同步發(fā)電機(jī)建模與控制策略研究.pdf

1、由于環(huán)境污染以及能源危機(jī)問題的日益加重，基于清潔可再生能源的分布式發(fā)電技術(shù)得到了快速發(fā)展，為了能夠更好的消納分布式電源的出力以及穩(wěn)定電網(wǎng)的正常運(yùn)行，微網(wǎng)技術(shù)得到了不斷的發(fā)展。微電網(wǎng)中的微源大多是通過電力電子逆變器實現(xiàn)與大電網(wǎng)的并聯(lián)運(yùn)行，在受到擾動或故障情況下，對于基于逆變器接口的分布式電源而言，其動態(tài)響應(yīng)速度快，幾乎沒有慣性，無法像傳統(tǒng)同步發(fā)電機(jī)一樣利用旋轉(zhuǎn)部件的旋轉(zhuǎn)慣性來抑制功率或頻率的波動，在孤島運(yùn)行時難以為電網(wǎng)提供電壓及頻率支撐作

2、用。同時，對于冗余配置的并聯(lián)逆變器機(jī)組間，由于電路參數(shù)或者開關(guān)元件動作不完全一致等因素，將會在并聯(lián)機(jī)組之間出現(xiàn)環(huán)流，對于環(huán)流抑制問題也有待解決。基于以上問題，本文的主要研究內(nèi)容如下:
　　首先，對虛擬同步發(fā)電機(jī)進(jìn)行了拓?fù)浞治?，將三階同步發(fā)電機(jī)模型的電氣方程以及轉(zhuǎn)子運(yùn)動方程引入到逆變器的控制策略中，建立了虛擬同步發(fā)電機(jī)模型，并引入了虛擬慣性、虛擬阻尼參數(shù)，通過仿真分析，得出了阻尼及慣性兩個虛擬參數(shù)對于系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性的影響。
　

3、　其次，基于傳統(tǒng)同步發(fā)電機(jī)的運(yùn)行特性分析，設(shè)計了虛擬同步發(fā)電機(jī)并網(wǎng)運(yùn)行時的頻率控制策略及電壓控制策略，實現(xiàn)了單臺虛擬同步發(fā)電機(jī)的調(diào)頻以及調(diào)壓功能。在電壓控制中，總結(jié)了現(xiàn)有的基于無功-電壓下垂特性所設(shè)計的電壓控制策略，同時考慮同步發(fā)電機(jī)勵磁特性，提出一種基于虛擬勵磁控制系統(tǒng)的電壓控制策略，最后通過仿真驗證了所設(shè)計的控制策略的控制性能。
　　最后，分析了虛擬同步發(fā)電機(jī)雙機(jī)并聯(lián)運(yùn)行時環(huán)流的產(chǎn)生機(jī)理及環(huán)流的物理含義，設(shè)計了電壓差值反饋的雙