具有同步發(fā)電機特性微網逆變電源穩(wěn)定性的研究.pdf

1、本文圍繞含有同步發(fā)電機方程的微網逆變電源控制策略展開研究。針對微網中分散的、不同步的發(fā)電單元取代了大部分的同步發(fā)電機發(fā)電量,通過配置儲能裝置,并將同步發(fā)電機的數學模型嵌入到微網逆變電源的控制算法中,使其具有同步發(fā)電機的勵磁調節(jié)和原動機調節(jié)特性,并具有虛擬轉動慣量特性,提升了整個微網發(fā)電系統慣性儲能和穩(wěn)定性能。
　　本文的主要研究內容有:
　　第一,詳細闡述了虛擬同步發(fā)電機(virtual synchronous genera

2、tor,VSG)的基本原理和實現方法。借鑒電力系統調速器和勵磁控制器的基本原理,研究了虛擬同步發(fā)電機的虛擬轉矩控制器和虛擬勵磁控制器,有效模擬了同步發(fā)電機組的功頻特性和電壓調節(jié)特性。分別建立基于同步發(fā)電機二階方程和同步發(fā)電機五階方程的VSG仿真模型。分別進行了單機帶載仿真和三相接地短路仿真。仿真結果觀察到引入不同階次的同步發(fā)電機方程的VSG具有相同的下垂特性和轉動慣量特性,穩(wěn)態(tài)特性相同,暫態(tài)特性不同。
　　第二,依據同步發(fā)電機的機

3、械方程分析了VSG具有轉動慣量的原因,VSG轉動慣量的本質是引入同步發(fā)電機的機械方程使有功-頻率通道增加了一個慣性環(huán)節(jié),可以通過修改慣性環(huán)節(jié)的時間常數來控制頻率對負載變化的響應時間。提出在傳統下垂控制策略的有功-頻率通道加入一個慣性環(huán)節(jié),即可使逆變電源具有轉動慣量的特性。仿真驗證了方案的正確性。
　　第三,重點建立了VSG的單機系統的小干擾分析模型,分析了VSG在微電網孤島運行時有功下垂系數、無功下垂系數、轉動慣量以及功角系數對系