【熱點專題論文】重慶大學李斌等：基于改進虛擬同步發(fā)電機算法的微網(wǎng)逆變器二次調頻方案

2017-08-29 07:03:26 大云網(wǎng)　點擊量：評論 (0)

研究背景

傳統(tǒng)的虛擬同步發(fā)電機技術可實現(xiàn)一次調頻功能，為微網(wǎng)提供頻率支撐。然而一次調頻屬于有
差調節(jié)，在孤島模式下無法保證微網(wǎng)頻率的恒定，這時就需要微網(wǎng)有二次調頻的功能，以保證
微網(wǎng)內部頻率敏感負荷的穩(wěn)定運行。

解決的問題

通過改進虛擬同步發(fā)電機的控制結構，可使逆變器根據(jù)工作模式在一次調頻和二次調頻之間切
換。二次調頻適用于孤島模式的微電網(wǎng)，采用基于本地信息的分散式控制方案，無須通信即可
實現(xiàn)微網(wǎng)頻率的無差控制。該方案可使多臺逆變器參與調頻并按容量均分缺額功率，有利于總
調頻容量以及微電網(wǎng)容量的擴展。

重點內容及創(chuàng)新點

提出基于改進VSG算法的二次調頻控制策略，在阻尼環(huán)節(jié)中引入積分器，與阻尼轉矩組合成PI
控制器，完成對頻率擾動分量的衰減控制，使VSG在孤島模式下可自動跟蹤負荷波動并改變自
身的出力，為微網(wǎng)提供頻率支撐。同時，通過改變控制參數(shù)，還可實現(xiàn)微網(wǎng)內多逆變器同時參
與調頻的目的，有利于總調頻容量以及微電網(wǎng)容量的擴展。此外，在離并網(wǎng)切換過程中，二次
調頻控制策略還可輔助完成微網(wǎng)對電網(wǎng)頻率的跟蹤。

結論

虛擬同步發(fā)電機通過模擬傳統(tǒng)同步發(fā)電機的外特性，使微網(wǎng)逆變器實現(xiàn)了與傳統(tǒng)同步發(fā)電機的
等效。本文所提改進VSG算法的二次調頻控制方案，可以使逆變器模擬電力系統(tǒng)二次調頻的過
程，在孤島模式下實時響應負荷變化，改變自身出力，維持微網(wǎng)的頻率恒定；該方案還可應用
于多臺逆變器互聯(lián)，可使微網(wǎng)內多臺逆變器同時參與二次調頻，有利于總調頻容量以及微電網(wǎng)
容量的擴展；同時，所提二次調頻方案可輔助完成預同步過程的頻率追蹤環(huán)節(jié)，保證預同步的
順利進行。

后續(xù)研究

考慮到微網(wǎng)內負荷波動多為小型隨機負荷，本文并沒有針對參與二次調頻的逆變器的功率限幅
展開討論。較大的負荷波動仍需微網(wǎng)的調度中心實時監(jiān)測并對參與二次調頻的逆變器數(shù)量進行
調整。同時，同步發(fā)電機的二次控制還包括對端電壓的控制，下一步將針對VSG的二次電壓控
制展開研究。

團隊介紹

重慶大學光伏發(fā)電與微電網(wǎng)運行課題組隸屬于輸配電裝備及系統(tǒng)與新技術國家重點實驗室。課題組長期從事電力電子與電力傳動和新能源發(fā)電領域的科研工作。在大型光伏并網(wǎng)系統(tǒng)、有源電力濾波器、變換器控制等方面積累了豐富的經(jīng)驗，并取得了較高水平的研究成果。先后主持或參與了包括國家高科技發(fā)展計劃、國家自然科學基金在內的30余項相關課題的研究工作。課題組目前有教授1人，高級工程師1人，講師1人，博士8人，碩士8人。

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