虛擬同步發(fā)電機的同步頻率諧振機理和阻尼抑制.pdf

1、世界能源危機和環(huán)境問題的不斷加劇，推動了風能、太陽能等可再生能源的規(guī)?；l(fā)展。電力電子變流器作為可再生能源和電力系統(tǒng)的重要接口，通過先進的控制技術(shù)，模擬同步發(fā)電機的特性，被視為解決高滲透率新能源并網(wǎng)問題的有效方案之一。由此，催生了虛擬同步發(fā)電機控制技術(shù)。本文聚焦虛擬同步發(fā)電機控制技術(shù)中的同步頻率諧振問題，通過推導精確的動態(tài)模型，探索同步頻率諧振的產(chǎn)生機理及其抑制策略。
　　1.推導了適用于寬頻域的虛擬同步發(fā)電機動態(tài)矢量模型，與同步

2、發(fā)電機的經(jīng)典模型對比，該模型包含電感磁鏈的動態(tài)過程，適用于虛擬同步發(fā)電機的靜態(tài)和動態(tài)性能分析?；趧討B(tài)矢量模型，推導了有功-功角和無功-電壓的小信號關(guān)系式，揭示了同步頻率諧振的產(chǎn)生機理。并詳細分析了同步頻率諧振對系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響。通過8kVA的實驗平臺驗證了上述理論分析的正確性。
　　2.求解了虛擬同步發(fā)電機變量之間的耦合關(guān)系，建立了動態(tài)耦合模型。發(fā)現(xiàn)有功-無功的耦合效應加劇了同步頻率諧振，等效于“負阻尼”的作用，進一步降低了系統(tǒng)

3、的穩(wěn)定裕度。而且耦合效應隨著有功控制環(huán)和無功控制環(huán)帶寬的增大而增強。最后通過實驗結(jié)果對比，驗證了有功功率和無功功率的動態(tài)耦合效應。
　　3.根據(jù)同步頻率諧振的產(chǎn)生機理，從優(yōu)化控制參數(shù)和增大阻尼系數(shù)的角度出發(fā)，分別提出了適用于有功控制環(huán)和無功控制環(huán)的諧振抑制策略，并闡述了抑制方案的實現(xiàn)方法和物理意義。最后，通過實驗驗證了提出的諧振抑制策略的有效性。
　　本文通過建立虛擬同步發(fā)電機的動態(tài)數(shù)學模型，揭示了虛擬同步發(fā)電機固有的同步頻