基于虚拟调速器的虚拟同步机功频控制策略研究

为应对新能源高渗透率给电力系统带来的影响,利用虚拟同步机(VSG)技术可为系统提供惯性和动态频率支撑,提出一种基于虚拟调速器的VSG控制技术。首先研究了一种能提供虚拟惯量的虚拟调速器作为外环控制器,为系统提供暂态频率支撑,然后设计了一种两相静止坐标系的锁相环(PLL),以减小相位偏移,满足虚拟同步机的控制需要。最后利用实时数字仿真器(RTDS)进行仿真,结果表明该VSG能提供传统同步的惯量,有效抑制系统频率变化,阻尼区域间振荡。     

虚拟电厂

当前，“虚拟电厂”一词高频率的见诸于报端。但很多人在对这种模式寄予厚望的同时，也对其的实施与普及提出了疑问：“虚拟电厂”作为一种解决局部电力紧缺的新思路是否具有普遍的可行性？     

基于虚拟同步发电机的柔性虚拟调速器模型

同步发电机具有维持电网电压、频率稳定的作用,模拟同步发电机特性的逆变器也适用于电源并联系统。基于虚拟同步发电机的控制思想,提出了一种柔性虚拟调速器模型。通过建立含原动机组和伺服机构的调速器模型,实现与常规同步发电机调速器在控制阶数、逻辑上的一致性,避免了虚拟同步机与实际同步机并联时因调速器时间常数差异导致的动态功率分配不均。同时,该虚拟调速器还可根据实际并联系统的调节时间要求设定相关柔性参数,从而提升了虚拟同步机的适用范围。仿真对比研究验证了模型的正确性,并通过10kW三相逆变器验证了所提出的调速器模型的有效性。     

基于自适应虚拟阻抗的虚拟同步机功率解耦控制策略

伴随着分布式能源渗透率的提高,电力系统中同步发电机的装机比例逐渐减小,电力系统的稳定性日益受到挑战,其稳定性分析方法与提高措施均亟待研究。虚拟同步机(VSG)能够在一定程度上为系统提供惯性和阻尼,被视为提高系统稳定性的重要措施。然而,VSG通常接入中低压配电网,不仅呈阻感特性的线路阻抗会造成功率耦合,而且功角过大也会造成功率解耦控制困难。文中分析了线路阻抗及功角所造成的功率耦合机理,并通过建立VSG并网时功率与频率的响应模型,发现有功功率的大幅度增加或电网频率下降都会造成功角变大、无功功率控制出现显著偏离的情况,为此提出了基于自适应虚拟阻抗的VSG功率解耦控制策略。最后,利用PSCAD/EMTDC搭建VSG并网模型,验证了所提出解耦控制策略的正确性与有效性。     

虚拟同步机示范工程综述

针对虚拟同步机技术在不同应用对象的典型分类及其技术原理,首先梳理了国内外虚拟同步机技术发展现状;其次按照其应用场景梳理了国内应用工程,并归纳了工程的特点,分析了工程应用方案;最后对虚拟同步机技术发展应用进行了建议和展望。     

基于虚拟操作系统基础架构（VOI）的电力行业虚拟终端技术研究

基于VOI的虚拟终端管理系统具有在部署、管理、交付上的简捷性，便于集中管理，并且具备较高的安全性能。相较于传统的VDI模式，可以更加充分的利用系统资源，减轻了服务器的工作压力，降低了对于网络的依赖性，可以更加便捷的兼容更多的外设。     

基于虚拟惯量计算的储能虚拟惯量补偿控制方法

为使储能装置能够根据与频率稳定相关联的惯量补偿目标执行补偿控制，提出了“基于虚拟惯量计算的储能虚拟惯量补偿控制方法”。首先依据参数的基本物理意义和储能控制模型，定义计算储能虚拟惯量(H_BESS)，进而建立H_BESS与储能虚拟惯量控制相关参数的解析函数关系。然后提出由惯量补偿目标确定储能虚拟惯量控制参数，通过动态调节控制参数来跟踪惯量补偿目标的策略，即虚拟惯量补偿控制方法。最后通过独立微电网算例系统，验证了H_BESS计算结果的精确性和控制策略的有效性。     

虚拟直流电机技术参数分析及虚拟惯量自适应控制

建立了虚拟直流电机控制系统的闭环传递函数,分析了虚拟直流电机惯量系数和阻尼系数对性能的影响,并建立了基于模糊神经网络的虚拟惯量自适应控制器,解决了虚拟惯量导致的电压恢复缓慢问题。基于虚拟直流电机控制系统的闭环传递函数,根据伯德图、极点分布图以及阶跃响应曲线分析了惯量系数和阻尼系数变化对虚拟直流电机控制系统性能的影响。根据惯量系数和阻尼系数变化对控制系统性能的影响,以及虚拟直流电机控制算法,设计了基于模糊神经网络的虚拟惯量自适应控制器,并通过对系统超调量的限定,设计了阻尼系数的整定方法。通过计算机仿真分析,验证了基于模糊神经网络的虚拟惯量自适应算法的正确性,证明了该自适应控制器的有效性。     

含双馈风电场的互联电力系统虚拟惯量与虚拟阻尼协调控制方法

风电场的大规模接入会同时降低互联电力系统的相对惯性和阻尼,虚拟同步发电机(VSG)技术能够有效支撑电网频率,目前对VSG技术虚拟阻尼方面的研究成果较少。为了更有效地利用VSG虚拟阻尼,进一步提升高风电渗透率电力系统的稳定性,推导了VSG控制器参数与虚拟惯量、虚拟阻尼之间的数学关系,针对VSG虚拟惯量与虚拟阻尼调节存在的矛盾,提出一种结合系统主导振荡模式在线辨识和粒子群优化算法的VSG控制器参数协调控制策略。最后通过含双馈风电场的两区域互联电力系统仿真模型验证了所提控制策略的有效性,仿真结果表明所提控制策略可实现系统频率稳定性和功率稳定性的综合优化。     

基于虚拟电阻的电动汽车负荷虚拟同步机调频性能优化策略

负荷虚拟同步机(LVSM)技术可使电动汽车(EV)充电桩等负荷主动参与电网调频,但在EV两级式充电结构中,基于比例积分(PI)控制的后级DC/DC变换器的特性会削弱LVSM的调频性能。为此,提出一种虚拟电阻(VR)控制策略,通过重塑后级DC/DC变换器的输入阻抗为阻性,优化了LVSM的调频性能,充分发挥了LVSM的网荷互动能力。从理论上对比了采用传统PI控制和所提出的VR控制时,负荷扰动后电网频率偏差、各台LVSM直流母线电压和充电电流变化量的响应过程,结果表明VR控制通过充电电流调节过程使电网频率稳定性有所提升,且未对LVSM直流母线电压的稳定性造成不良影响。最后,通过仿真和实验验证了理论分析的正确性和所提控制方法的有效性。     

电气工程虚拟实验技术的研究

虚拟实验室已经成为远程教育的重要组成部分,本文在综合大量有关电气工程虚拟实验的文献的基础上,论述了虚拟实验室概念、分类,国内外虚拟实验室的发展状况,并对其体系结构进行了分析比较,提出了当前构建过程中存在的主要问题。     

基于定子虚拟阻抗的双馈风电机组虚拟同步控制策略

随着可再生能源的渗透率越来越高,分布式电源面临多重挑战,虚拟同步发电机技术模拟同步发电机运行机制,成为有效解决方法之一。以双馈风电机组为研究对象,研究分析其虚拟同步控制策略,使双馈风电机组具有更大的惯性和频率支撑能力。内环采用改进型双馈风电机组定子电压、转子电流双闭环控制结构,并且建立定子电压控制模型及发电机输出阻抗模型。针对并网时功率存在的耦合问题,采用基于自适应的定子虚拟阻抗控制策略,实现了双馈风电机组并网功率的解耦。最后,通过实验验证了所提方法的有效性。     

论虚拟分散控制系统技术

结合国内外火力发电等过程工业系统仿真控制技术的实践,完整定义了“虚拟分散控制系统“技术概念,对其进行细致的分类。特别强调开放的计算机软件和网络平台上的“虚拟分散控制系统”技术开发和应用,论述开放平台“虚拟分散控制系统”技术路径和实现方案。     

基于微分补偿环节虚拟惯性的虚拟同步发电机控制策略

针对常规基于一阶环节虚拟惯性的虚拟同步发电机(VSG)并网运行时输出功率控制动、稳态特性存在矛盾的问题,提出了基于微分补偿环节虚拟惯性的VSG控制策略,该控制策略在常规VSG控制结构前向通道加入微分补偿环节,从而在保证输出功率稳态控制精度的同时,加快了动态功率响应速度,增加了系统阻尼,有效减小了储能单元动态过程的功率冲击。仿真和实验验证了所提方案的有效性。     

云计算与桌面虚拟技术在省电力公司应用探讨

云计算作为IBM推广的新的企业信息化资源配置和实施方案,在国际上受到越来越多的关注。它利用虚拟平台技术优化配置服务器性能资源,使服务器等计算设备利用效能达到最大。结合桌面虚拟技术,严格定制公司及下属企业所有计算机桌面信息,从而使企业信息化达到优化资源配置、节约劳动和设备成本、保障信息安全的作用。通过分析,省电力公司的性质和信息化结构非常适合云计算与虚拟化技术的应用,此技术既能优化省电力公司的信息化结构,使真正的信息集约化管理成为可能,又能充分满足省电力公司信息安全要求,提高现阶段信息安全水平达90％以上,还能节约信息化成本达40％以上。     

虚拟天空中的雁行

深秋时节,北雁南飞,它们排着整齐的队伍开始遥远的征程。整齐的“一”或“人”字形队伍总是那样优雅、美丽,给人许多遐想。据说,这种队形的雁群,与单雁相比,单位时间飞行的距离至少增加了70％,能节省很多气力。雁行,一个让人钦佩的运行模式。     

虚拟示波器硬件平台设计

给出了一种虚拟示波器硬件平台的设计，详细讨论了触发电路，扫描时间因数电路，地址，延迟计数电路和触发标志电路的功能及设计原则。     

虚拟模型技术的实用化思考

阐述数据仓库虚拟模型技术的基本概念，重点介绍了虚拟模型的3种实现方式及各种实现方式可以应用的业务场景，并以浙江省电力公司数据仓库建设中的实际应用为例，对其在数据仓库实用化中潜在的应用价值进行了探讨。     

基于虚拟轴耦合的虚拟同步发电机混合储能惯量-阻尼协调控制策略

将虚拟同步运行的混合储能装置与同步发电机通过虚拟轴耦合,可实现暂态能量的高效传递,提高可再生能源发电系统的暂态稳定性。建立了混合储能装置静态能量与同步发电机动能之间的转换关系。对混合储能装置中的虚拟惯量进行分析,以获得同步运行能力。为了从同步发电机中传递更多的暂态能量,在混合储能装置中引入新的虚拟轴,并分析混合储能装置与虚拟轴耦合对系统暂态稳定性的影响。利用哈密顿能量函数,推导混合储能装置暂态能量高效传递的必要条件,进而提出了混合储能装置虚拟轴的控制策略,以协调虚拟惯量和功率振荡抑制功能。算例仿真结果表明,所提控制策略能明显改善系统频率和功角的暂态稳定性。