虚拟同步发电机与同步发电机动态特性的比较分析

针对虚拟同步发电机(VSG)与同步发电机并联混合供电配合困难问题,需明确VSG与同步发电机动态性能上的差异。首先介绍了VSG控制原理,并建立数学模型,同时在数学推导的基础上,从惯量功率和频率动态响应两方面对逆变器与同步发电机动态性能进行分析。针对动态特性的不同,根据频率响应时间及功率震荡程度重新整定VSG控制参数,以减少两者动态特性差异。最后通过仿真分析指出,VSG在不同运行工况下所需要的转动惯量不同,通过调整控制参数使VSG控制的逆变器动态特性更加接近同步发电机的,甚至优于同步发电机的。     

基于虚拟同步发电机的光伏并网逆变器控制策略

针对采用常规恒功率控制方式下的光伏并网逆变器缺乏电压和频率动态调节能力的问题,提出一种基于虚拟同步发电机(VSG)的光伏并网逆变器控制策略.根据同步发电机的原理,建立同步发电机的并网等效电路和矢量关系表达式,设计了有功频率控制算法和无功电压控制算法,搭建了虚拟同步发电机控制策略下的光伏发电系统.在Matlab/simulink环境中建立了10 k W的光伏并网系统.仿真结果表明,基于虚拟同步发电机的光伏并网逆变器具有与同步发电机相似的调频调压特性,能够较好地适应电网运行要求.     

基于改进虚拟同步发电机的预同步并网控制研究

针对虚拟同步发电机(Virtual Synchronous Generator, VSG)技术在动态过程中易引起功率振荡和频率波动甚至越界的情况,提出一种改进的VSG控制策略,在有功-频率控制器中加入一个微分环节,增大了系统阻尼,有效解决了功率超调的问题。并对所提出改进VSG控制离/并网的预同步控制策略进行研究,在VSG输出端和电网端中间加入一个虚拟阻抗,通过控制实现VSG输出电压和电网电压频率、电压幅值和相位的同步,实现VSG系统从离网到并网的切换,加快了同步速度。通过MATLAB/Simulink搭建了基于改进VSG控制的离/并网模型,仿真所得结果证明了所提控制方法的正确性和有效性。     

基于虚拟同步发电机技术的无缝切换控制策略

在微网系统中储能电源的并网及离网运行状态及两者之间的动态切换过程直接影响到敏感负荷的供电质量。针对该问题,文章采用一种基于虚拟同步电机的储能逆变器控制方法,使储能逆变器等效于受控电压源,同时具备惯性模拟、调频、调压功能;此外提出一种储能逆变器并离网无缝切换控制策略,可以实现并、离网状态及两者之间的自动平滑切换,最后搭建了微网实验平台,实验结果验证了所提控制策略的有效性。     

基于PR控制器的改进型虚拟同步发电机技术

电压控制型虚拟同步发电机技术(VSG)和电流控制型虚拟同步发电机技术是目前较主流的2种虚拟同步发电机技术。针对原有VSG技术对有功功率和无功功率的跟踪特性较差问题,提出一种改进型VSG技术。通过嵌入PR控制器,一方面可对有功功率和无功功率进行前馈补偿,以改善原有VSG的功率跟踪特性,使其能更好地适应并网,另一方面能实现在特殊情况下由改进的VSG平滑切换到原有VSG,以适应频率、电压快速变化的电网。在RT-LAB半实物仿真平台的实验验证了所提控制策略的正确性和可行性。     

虚拟同步发电机特性的三相逆变器小信号建模及分析

现有的虚拟同步发电机特性的三相逆变器小信号稳定性分析中,对于线路和负载通常采用稳态方程,且忽略了电压电流内环控制器的动态特性,导致分析结果产生一定误差。为了更准确地分析其动态特性,首先建立了虚拟同步发电机特性的三相逆变系统的小信号模型;与Matlab/Simulink中实际虚拟同步发电机三相逆变系统的仿真模型对比分析了负载扰动下的过渡过程,验证了所建小信号模型的准确性。然后通过计算参与因子表,分析了状态变量和特征根的关联程度。进而研究了负载参数、线路参数、虚拟机参数以及调节器PI参数对系统特征根的影响规律,并对距虚轴较近的一对共轭特征根进行特征根灵敏度分析,揭示了负载、线路、虚拟机以及调节器等参数对该特征根对应模态的贡献度。最后,通过Matlab/Simulink模型和小信号模型在多组参数下的扰动测试,结果表明特征根对应的响应特性与两种模型仿真的过渡过程吻合,验证了各参数对系统主特征根的影响规律。该小信号模型可以作为虚拟同步发电机特性的三相逆变器动态特性分析的有效工具。     

基于单一旋转角虚拟功率的虚拟同步发电机功率解耦策略

虚拟同步发电机（VSG）技术模仿了同步发电机的运行机制,使分布式发电为电网提供惯性,改善了系统的稳定性。针对在线路传输过程中VSG的输出功率存在耦合而引起功率振荡甚至控制失效的问题,将虚拟功率解耦策略与VSG相结合,以降低输出功率之间的耦合效应。建立了改进VSG控制策略的小信号模型,并进行了分析,确定了虚拟功率的最佳旋转角度,以消除线路阻抗比对策略产生的影响。最后,通过MATLAB/Simulink仿真,验证了所提方案抑制功率振荡的有效性,提高了VSG的动静态性能。     

异步化同步发电机交流励磁控制方法

在气隙磁通观测与定向的基础上，推导出异步化同步发电机等效的直流电机控制模型。异步化同步发电机的电磁功率与转子交流励磁的Ｔ轴分量比正比，独立控制交流励磁的Ｔ轴分量和Ｍ轴分量可以分别控制交流励磁发电机有功功率和无功功率的输出。     

基于逆变器控制策略的微电网故障分析

本文针对微电网故障问题,通过分析PQ和VF控制策略的逆变器运行特性,建立了基于逆变器控制策略的数学分析等值模型,提出了故障状态边界条件. 结合微电网孤岛运行时的工作特点,利用故障前后的节点电压和节点电流,推导出微电网处于孤岛运行状态并发生三相短路故障时,公共耦合节点（PCC）处的电压与电流求解方程,建立了较为精确的故障分析方法. 最后利用PSCAD建立了220 V低压微电网的仿真系统,验证了所述方法的正确性.     

同步发电机励磁智能控制器(Ⅰ)——基本理论

本文对同步发电机励磁稳定控制,提出了一种基于规则和自学习的算法,以期改善同步发电机在不同运行工况下的稳定性。计算机数字仿真和模拟试验结果表明,本文提出的智能控制算法优于传统的励磁控制方式。     

同步发电机励磁的自适应控制

论述了一种最新的输电系统自适应控制新方案，通过采用多辨识器、最优综合器以及最优控制器三个部分非常方便地实现同步发电机的自适应控制，从而提高输电系统的稳定性，保证在最少投资下极大的增加输电系统的有功功率传输能力，避免了在一次部分采取如提高电压等级．串联电容、分裂导线等投资十分惊人的措施才能得以增加传输有功功率的方案．     

直流微网供电系统控制技术研究

根据风能发电与太阳能发电的相辅特性以及蓄电池的储能特性,构建了一套多电源供电的直流微网系统发电模型.通过对此系统的能量流动及运行特性的分析,提出了此系统的能量管理方案.分别绘制出了直流微网各组成部分的模块方框图以及仿真模型.针对逆变器的拓扑结构得出了其控制的数学模型,采用基于SVPWM的电压电流双闭环控制实现了微网在并网和离网两种运行模式下的稳定运行和自动平滑切换.最后通过仿真测试验证了分布式电源、蓄电池、负载以及电网在不同的工况下此能源控制方案的可行性,实现了此供电系统的稳定运行.     

带有虚拟阻抗的逆变器并联改进型下垂控制

给出了一种单相电压源逆变器(VSI)并联系统的控制策略.该控制策略应用dq变换得到有功电流和无功电流来替代传统下垂控制中的有功功率和无功功率,降低了负载电压波动对下垂控制方程的影响.为了进一步提高逆变器的输出特性及更大程度上消除环流,在下垂控制的基础上加入了虚拟阻抗控制.相比其他控制方法,该控制策略不但可以使逆变器工作过程实现输出有功功率的均分,而且具有良好的动态特性.同时,无互联线控制方式使得该方法便于逆变器的热插拔和冗余设计.仿真结果证明了该控制方法的可行性和优良性能.     

基于三电平的直接转矩控制方案

对交流异步电机采用三电平逆变器与直接转矩控制相结合的方案,在保证直接转矩控制精度的同时,针对基于二极管箝位式的三电平结构的方案,采用直接转矩控制算法设计一种采用基于12矢量的相对简单的直接转矩三电平控制方案.仿真结果表明它具有控制简单、响应速度快、转矩控制精度高等特点.该控制方案应用于中高压电机调速系统中具有良好的节能效果.