基于相位跳变补偿的虚拟同步发电机低电压穿越控制策略研究

作     者：郑涛 王子鸣 邹芃蓥 ZHENG Tao;WANG Ziming;ZOU Pengying

作者机构：新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学)北京市昌平区102206 

出 版 物：《电网技术》 (Power System Technology)

年 卷 期：2023年第47卷第1期

页      面：100-108页

核心收录：

学科分类：080802[工学-电力系统及其自动化] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 

基　　金：国家自然科学基金联合基金项目(批准号:U2166205) 

主　　题：虚拟同步发电机 低电压穿越 相位跳变 故障限流 故障恢复 

摘      要：虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)作为构网型(grid-forming,GFM)逆变器控制技术之一,在提升电网的惯量、支撑电压等方面发挥巨大作用,但目前针对VSG短路故障的低电压穿越(简称“低穿)控制策略的研究亟需进一步完善。在电力系统中,短路故障的发生与切除均会导致电网的拓扑结构随之改变,进而造成VSG并网点电压幅值与相位跳变。针对这一问题,该文分析了故障时幅值、相位跳变对常规低穿控制策略的影响,提出一种基于幅值切换与相位补偿的VSG改进低穿策略。该策略分别从幅值与相位两个角度对逆变器端口电压进行调控,能够实现低穿期间的过流抑制及功率输出的快速稳定。此外,该文针对故障恢复时同样存在并网点电压相位跳变问题,为抑制此时电压跳变对逆变器造成的过流冲击等问题,分析了VSG改进低穿策略在故障恢复期间的适用性;在此基础之上,进一步利用辅助控制实现低穿控制策略的平滑退出,恢复VSG正常控制状态。最后,利用MATLAB/Simulink仿真验证所提策略的有效性。