基于虚拟同步机的微电网频率稳定控制研究

大量电力电子设备接入下的微电网,由于缺少必要的惯性储备,将加剧系统因故障扰动、孤网运行等带来的频率不稳定问题。为解决该问题,可模拟传统同步机的运行特性,在逆变器控制中加入惯性和阻尼环节。根据上述思想,本文基于传统同步机摇摆方程,建立了虚拟同步机控制模型,分析了该控制策略下系统的动态特性,重点研究了不同阻尼系数下的虚拟同步控制器对系统频率稳定性的影响,并根据控制需求,提出了变阻尼系数控制的方法。通过Simulink仿真和硬件在环实验,验证了所提方法的正确性和可行性;最后,对比了传统PQ控制及下垂控制下系统的频率稳定性,显示了该控制方法的优越性。     

基于虚拟同步机的电压源逆变器频率响应时域特性和自适应参数设计

新能源对传统能源的替代给电力系统的频率稳定性带来了严重挑战.新能源一般通过开关频率远高于电网运行频率的电力电子接口装置并网,几乎不具备惯性;工作在最大功率点跟踪模式下不具备功率调节裕度,不能参与系统一次调频.当以最大化利用可用发电资源为目标时,新能源电源不具备频率响应能力,不能参与系统有功平衡和频率稳定的动态调节.在此...     

新能源同步机并网系统的阻尼特性

针对高比例新能源电网存在的低惯性和弱阻尼问题,提出新能源通过驱动同步电动机—同步发电机(MGP)后并网的新方式;阐述了MGP系统小干扰稳定的建模方法,通过小干扰模型研究了MGP的阻尼特性,推导了质量块相同的MGP和单个发电机阻尼比的定量关系;在5 kW实验系统中设计了质量块相同的MGP和单个发电机两种工作模式,对比了相同负载扰动下MGP和单个发电机的频率响应曲线,通过拟合小扰动后的频率响应曲线,分别确定了相同质量块的MGP和单个发电机的阻尼比,对比二者的关系验证了理论推导的结果,证明了相同质量块的MGP相比单个发电机能提供更大的阻尼,为提高高比例新能源电网的稳定性提供了新的解决方案。     

引入储能单元的虚拟同步机研究

由于微网中光伏等分布式能源具有发电间歇性和不稳定性,采用虚拟同步发电机控制不能维持直流母线电压稳定,从而不能提供稳定和足够的能量缓冲响应分布式电源功率波动。首先研究了一种引入储能单元的虚拟同步机;然后利用传统同步电机二阶模型的阶跃响应原理分析了分布式电源波动时虚拟同步机的储能功率需求,并据此设计了储能单元;最后搭建了基于EMTDC/PSCAD的仿真模型,设计了样机。仿真和实验结果验证了所提方法及控制策略的正确性和有效性。     

“非同步机电源大规模接入的无功补偿问题”专题征稿启事

中国已明确宣布,二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和。未来电网中新能源电源和大容量直流输电换流器电源将会占据主导地位,其特性与常规同步发电机电源有很大不同。这些非同步机电源的大规模接入,给电网的规划和运行带来了前所未有的挑战。与同步发电机本身就是优质无功电源不同,非同步机电源一般不主动为电网提供无功功率,很多非同步机电源是按照与电网之间无功功率零交换来设计的。因此,大规模非同步机电源的接入,必然导致电网无功电源的短缺。如何进行电网无功功率的补偿,是一个亟待解决的问题。     

“虚拟同步机与自主电力系统”专题征稿启事

正虚拟同步机技术是将分布式电源、电动汽车、储能以及负荷变流器模拟为旋转同步机的技术,使得电力电子变流器能够像同步机一样具有大电网的同步机制,从而实现电力系统的自主运行。虚拟同步机技术为解决集中式风光消纳、大规模分布式能源、电动汽车和储能为电力系统带来的一系列挑战提供了一条崭新的思路和解决方案。为了展示国内外在该领域的最新进展和发展趋势,共享最新学术和技术成果,《中国电机工程学报》编辑部特邀虚拟同步机主要发明人、中国电力科学研究院千人专家钟庆昌教授担任特约主     

空调负荷虚拟同步机的负荷响应控制技术

空调负荷已经成为我国夏季用电的主要负荷之一,对电力系统的稳定运行产生了极大的威胁。负荷虚拟同步机技术可以感知电网的运行状态,在需求侧参与电网的一次调频,起到稳定电网的作用。首先,阐述了将变频空调作为负荷虚拟同步机运行,并参与电网一次调频的机理。其次,提出了空调负荷虚拟同步机负荷响应的调节策略及其功率控制方法。最后,通过仿真验证了所提出的负荷响应调节策略及其控制方法的有效性。     

基于虚拟同步机原理的风电调频技术研究

虚拟同步机是目前解决新能源并网稳定性问题的一项重要技术,从虚拟同步机调频原理分析入手,开展风电调频技术的相关研究,分析了风机实现调频的控制原理,设计了相关的控制算法,最后通过试验验证,证明技术实现的有效性,可以满足电网对风电参与调频的功能要求。     

同PLC实现两台同步机及励磁电源的交叉控制

本文提出一种用ＰＬＣ实现两台同步机和两套励磁装置相互交叉选择的选择。分析了交叉选择的基本原理并给出了用ＰＬＣ实现的程序设计框图。