基于虛擬同步發(fā)電機的微電網(wǎng)逆變器控制策略研究.pdf

1、隨著能源與環(huán)境問題的日益嚴峻，利用可再生資源發(fā)電的分布式電源受到越來越多的重視。微電網(wǎng)是一種高效的分布式電源組織形式，不僅避免了其直接并入電網(wǎng)所帶來的不利影響，更充分發(fā)揮了可再生資源的優(yōu)勢。逆變器作為可再生資源與微電網(wǎng)能量交換的樞紐，具有控制靈活、響應速度快的優(yōu)點，然而也造成了微電網(wǎng)內(nèi)缺乏慣性和阻尼。同步發(fā)電機對電網(wǎng)具有天然友好的優(yōu)勢，若借鑒傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的運行經(jīng)驗，控制逆變器模擬同步發(fā)電機的特性，則可提高微電網(wǎng)運行的穩(wěn)定性與分布式電源的

2、兼容性，虛擬同步發(fā)電機技術應運而生。
　　本文首先對微電網(wǎng)的概念、結構以及研究現(xiàn)狀進行總結，分析了幾類傳統(tǒng)微電網(wǎng)逆變器控制策略，并介紹了新興的虛擬同步發(fā)電機控制技術。然后，引入同步發(fā)電機的二階模型作為虛擬同步發(fā)電機算法的數(shù)學模型，并分析了虛擬同步發(fā)電機控制結構，給出了虛擬同步發(fā)電機的具體實現(xiàn)方法。設計了虛擬同步發(fā)電機的轉速調(diào)節(jié)器和勵磁控制器。接著，采用間接虛擬阻抗方法實現(xiàn)了虛擬同步發(fā)電機的同步電抗，確保所提算法可以精確模擬同步發(fā)電

3、機特性，并分析了同步電抗的選取方法，給出合適的阻抗范圍。然后，研究了基于虛擬同步發(fā)電機控制的無縫切換技術，提出一種以電網(wǎng)電壓進行定向，通過調(diào)節(jié)VSG角頻率參考值來控制其輸出端電壓的q軸分量為零的預同步控制方法，保證虛擬同步發(fā)電機在孤島模式與并網(wǎng)模式之間可以無縫切換。最后，研究了虛擬同步發(fā)電機的非對稱運行，提出一種孤島模式下虛擬同步發(fā)電機帶不平衡負荷的控制方法:控制VSG輸出端電壓中負序分量為零以保證VSG可以輸出穩(wěn)定平衡的三相端電壓;提