基于虚拟同步发电机的逆变器控制策略研究

发布时间：2024-02-14 12:36

　　面对全球能源需求量的增加以及环境污染的挑战,越来越多的可再生能源以分布式发电的方式投入使用并迅速发展。虽然分布式发电提高了可再生能源的消纳能力并具有足够的灵活性,但其低惯性、弱阻尼的特点也为电力系统带来了许多不利影响。虚拟同步发电机(Virtual Synchronous Generator,VSG)技术实现了对同步发电机工作原理的完整模仿,改善了分布式发电低惯性、弱阻尼的缺点。VSG在离网运行时会因负荷变动造成频率及电压偏差的问题,研究离网运行时的频率及电压控制十分重要;VSG并离网切换时会出现冲击电流过大的问题,研究其中的预同步控制技术十分必要;VSG并网运行时的同频谐振问题也亟待解决。本文针对虚拟同步发电机控制的研究内容如下:(1)为更好地模拟同步发电机的工作性能,建立同步发电机的数学模型并分析其机械和电气方程,类比得到VSG控制的基本原理,在此基础上设计了 VSG的有功-频率控制器和无功-电压控制器,并结合三相逆变器的数学模型设计了电压电流双闭环控制的逆变器底层控制策略。对VSG功率控制环进行小信号化分析,得出了转动惯量和阻尼系数的整定方法,同时分析了二者对系统输出性能的影响。...

【文章页数】：85 页

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 本文主要研究内容
2 虚拟同步发电机的原理及其控制
    2.1 VSG的基本原理
    2.2 VSG的控制策略设计
    2.3 VSG功率环参数整定
    2.4 仿真验证
    2.5 实验验证
    2.6 本章小节
3 改进的VSG离网运行及并离网切换控制策略
    3.1 改进的VSG离网运行控制策略
    3.2 改进的VSG并离网切换控制策略
    3.3 仿真验证
    3.4 实验验证
    3.5 本章小节
4 VSG的同频谐振问题及交叉前馈补偿控制策略
    4.1 VSG的同步频率谐振机理
    4.2 VSG的复频域模型及稳定性分析
    4.3 交叉前馈补偿控制策略
    4.4 仿真验证
    4.5 实验验证
    4.6 本章小结
5 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献



本文编号：3898120