含勵磁特性的虛擬同步發(fā)電機建模與控制策略研究.pdf

1、由于環(huán)境污染以及能源危機問題的日益加重，基于清潔可再生能源的分布式發(fā)電技術得到了快速發(fā)展，為了能夠更好的消納分布式電源的出力以及穩(wěn)定電網(wǎng)的正常運行，微網(wǎng)技術得到了不斷的發(fā)展。微電網(wǎng)中的微源大多是通過電力電子逆變器實現(xiàn)與大電網(wǎng)的并聯(lián)運行，在受到擾動或故障情況下，對于基于逆變器接口的分布式電源而言，其動態(tài)響應速度快，幾乎沒有慣性，無法像傳統(tǒng)同步發(fā)電機一樣利用旋轉部件的旋轉慣性來抑制功率或頻率的波動，在孤島運行時難以為電網(wǎng)提供電壓及頻率支撐作

2、用。同時，對于冗余配置的并聯(lián)逆變器機組間，由于電路參數(shù)或者開關元件動作不完全一致等因素，將會在并聯(lián)機組之間出現(xiàn)環(huán)流，對于環(huán)流抑制問題也有待解決?；谝陨蠁栴}，本文的主要研究內容如下:
　　首先，對虛擬同步發(fā)電機進行了拓撲分析，將三階同步發(fā)電機模型的電氣方程以及轉子運動方程引入到逆變器的控制策略中，建立了虛擬同步發(fā)電機模型，并引入了虛擬慣性、虛擬阻尼參數(shù)，通過仿真分析，得出了阻尼及慣性兩個虛擬參數(shù)對于系統(tǒng)運行穩(wěn)定性的影響。
　

3、　其次，基于傳統(tǒng)同步發(fā)電機的運行特性分析，設計了虛擬同步發(fā)電機并網(wǎng)運行時的頻率控制策略及電壓控制策略，實現(xiàn)了單臺虛擬同步發(fā)電機的調頻以及調壓功能。在電壓控制中，總結了現(xiàn)有的基于無功-電壓下垂特性所設計的電壓控制策略，同時考慮同步發(fā)電機勵磁特性，提出一種基于虛擬勵磁控制系統(tǒng)的電壓控制策略，最后通過仿真驗證了所設計的控制策略的控制性能。
　　最后，分析了虛擬同步發(fā)電機雙機并聯(lián)運行時環(huán)流的產(chǎn)生機理及環(huán)流的物理含義，設計了電壓差值反饋的雙