具有同步發(fā)電機(jī)特性微網(wǎng)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(jī)方程的微網(wǎng)逆變電源控制策略展開研究。針對微網(wǎng)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(jī)發(fā)電量,通過配置儲能裝置,并將同步發(fā)電機(jī)的數(shù)學(xué)模型嵌入到微網(wǎng)逆變電源的控制算法中,使其具有同步發(fā)電機(jī)的勵磁調(diào)節(jié)和原動機(jī)調(diào)節(jié)特性,并具有虛擬轉(zhuǎn)動慣量特性,提升了整個微網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)慣性儲能和穩(wěn)定性能。
　　本文的主要研究內(nèi)容有:
　　第一,詳細(xì)闡述了虛擬同步發(fā)電機(jī)(virtual synchronous genera

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

3、械方程分析了VSG具有轉(zhuǎn)動慣量的原因,VSG轉(zhuǎn)動慣量的本質(zhì)是引入同步發(fā)電機(jī)的機(jī)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(shù)來控制頻率對負(fù)載變化的響應(yīng)時間。提出在傳統(tǒng)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(zhuǎn)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(jī)系統(tǒng)的小干擾分析模型,分析了VSG在微電網(wǎng)孤島運(yùn)行時有功下垂系數(shù)、無功下垂系數(shù)、轉(zhuǎn)動慣量以及功角系數(shù)對系