一种无锁相环动态阻尼的虚拟同步发电机

论文摘要

虚拟同步发电机(VSG)算法是一种新型并网逆变器控制方案,可使得逆变器具有虚拟的惯性和阻尼,更适用于大规模分布式发电,具有更好的电网兼容性。针对多种虚拟阻尼的实现方案,本文通过小信号模型对比分析了不同形式虚拟阻尼环节对系统性能的影响,指出基于电网电压反馈的动态阻尼项虽可改善VSG的动态性能,但不合理的锁相环参数影响VSG的动态特性,甚至会破坏系统稳定性。在上述分析的基础上,本文提出了一种无锁相环的VSG算法,设计了基于功率超前反馈的动态阻尼环节,并给出了一种基于相位裕度的动态阻尼参数设计方法。最后,利用5kW功率硬件在环半实物实验平台验证了所提出的控制策略的可行性和正确性。

论文目录

1 引言

2 VSG基本原理

2.1 拓扑结构

2.2 VSG定子电压方程

2.3 VSG控制器

2.3.1 转子运动方程

2.3.2 虚拟调速器

2.3.3 虚拟调压器

3 两种阻尼方法比较

3.1 两种阻尼实现形式

（1）基于（ω-ωg）的动态阻尼项

（2）基于（ω-ω0）的稳态阻尼项

3.2 基于小信号模型的稳态、动态阻尼对比分析

3.2.1 小信号建模

3.2.2 不同阻尼形式下ΔP0/ΔPref特性分析

3.2.3 不同阻尼形式下ΔP0/Δωg特性分析

4 含动态阻尼的改进型VSG控制策略

4.1 无锁相环的动态阻尼算法

4.2 基于相位裕度的VSG参数设计方法

4.2.1 惯量和稳态阻尼参数整定[23]

4.2.2 相位裕度法整定改进型动态阻尼环节

5 实验验证

5.1 给定有功功率阶跃的系统动态性能

5.2 电网频率波动时系统动态性能

6 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 杜燕,赵韩广,张显创,苏建徽,杨向真,赖纪东

关键词: 虚拟同步发电机,锁相环,动态阻尼,相位裕度

来源: 电工电能新技术 2019年07期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑

专业: 电力工业

单位: 合肥工业大学电气与自动化工程学院,教育部光伏系统工程中心合肥工业大学

基金: 国家重点研发计划项目(2018YFB0904100),国家电网公司科技项目(SGHB0000KXJS1800685)

分类号: TM341

页码: 10-19

总页数: 10

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一种无锁相环动态阻尼的虚拟同步发电机

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