基于虛擬同步機的微網(wǎng)逆變器建模與控制技術研究.pdf

1、隨著電力需求的增加和分布式發(fā)電技術的發(fā)展，統(tǒng)一協(xié)同管理和調(diào)度分布式電源，既能在孤島情況下對一定范圍內(nèi)負荷進行供電，又與電網(wǎng)進行功率交換的微網(wǎng)技術得到了廣泛應用，實現(xiàn)了大規(guī)模分布式電源接入電網(wǎng)，但隨著微網(wǎng)規(guī)模的不斷擴大，加上分布式電源滲透率的不斷提高，使傳統(tǒng)微網(wǎng)在集中調(diào)度方式，如主從控制，分層控制下出現(xiàn)了調(diào)度成本增加，系統(tǒng)拓撲結構拓展困難等問題，不利于分布式電源的高效利用，且由于分布式電源多以電力電子逆變器的形式接入微網(wǎng)系統(tǒng)，響應速度較快

2、，外特性較硬，難以為微網(wǎng)系統(tǒng)帶來如同步電機固有的旋轉慣性，導致系統(tǒng)易振蕩，整體穩(wěn)定性不高。
　　本文在微網(wǎng)逆變器控制上采用了虛擬同步機方法，在實現(xiàn)微網(wǎng)分布式控制的同時，通過模擬同步電機轉子運動方程進行控制器設計，產(chǎn)生與同步電機相似的外特性，提高系統(tǒng)整體慣性。與現(xiàn)有方法相比，本文基于多環(huán)控制實現(xiàn)，外環(huán)加入虛擬慣性實現(xiàn)分布式頻率電壓調(diào)節(jié)，內(nèi)環(huán)實現(xiàn)輸出電壓無差調(diào)節(jié)并提高電流動態(tài)響應;設計了改進的基于虛擬磁鏈的矢量定向方法，應用于幽坐標系

3、下控制及并網(wǎng)預同步過程，實現(xiàn)了輸出電壓對于電網(wǎng)電壓的無差跟蹤以及孤島、并網(wǎng)模式的平滑切換;設計了基于模糊控制器的虛擬慣性時間常數(shù)自適應調(diào)節(jié)機制，為虛擬同步機提供了較寬的慣性帶寬，抑制微網(wǎng)振蕩引起的頻率波動，并在負荷投切和分布式電源接入時展現(xiàn)出更好的動態(tài)特性。提出的虛擬同步機多環(huán)控制結構、并網(wǎng)策略及參數(shù)自適應調(diào)節(jié)方法，均在Matlab/simulink平臺下搭建仿真模型，并進行了箅例分析，實驗結果與現(xiàn)有方法進行了對比，證明了提出方法的有效