虚拟同步发电机暂态稳定性分析与控制策略

虚拟同步发电机(VSG)通过模拟同步发电机的运行特性,主动参与并网点电压支撑和电网频率调节,可有效提高电力电子化电力系统的稳定性。当电网故障时,VSG存在与同步发电机类似的功角失稳问题,此时传统的小信号稳定性分析理论已不再适用。针对这一问题,首先建立VSG的数学模型,采用相平面法解析VSG的暂态功角轨迹,研究电压跌落深度、控制参数和有功出力水平对VSG暂态稳定性的影响,考虑阻尼情况下,根据扩展等面积法分析了VSG的暂态稳定边界条件;然后,提出一种电网故障期间自适应调节有功功率参考值的暂态控制策略,降低有功功率不平衡,在电网严重故障期间确保稳态工作点的存在,提高系统的暂态稳定裕度;最后,通过基于RT-LAB的半实物仿真平台验证理论分析的正确性和控制策略的有效性。     

基于CCIs/VSGs混合的分布式发电系统研究

针对现有电流源并网逆变器与弱电网之间的交互稳定性以及新能源高渗透率带来的系统低惯量问题,提出在单一电流源逆变器系统中加入一定比例的虚拟同步机(VSG)运行。分别对混合系统中加入电压源型和电流源型VSG的容量占比与短路比(SCR)稳定域的关系进行了研究,加入电压源型VSG的系统SCR稳定域随VSG容量增大而增大,而加入电流源型VSG的系统SCR稳定域随VSG容量增大而减小。由此提出在单一电流源逆变器系统中加入一定比例双模式VSG,以实现混合系统一定的惯量储备及全SCR范围稳定运行。