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基于分散式微电网的虚拟同步发电机无通信预同步并网方案

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电工技术学报 2019年第19期34卷 4143-4153页

作者：颜湘武王德胜贾焦心新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学)

分散式微电网结构因为设备间无通信,具有成本低、稳定性好的优势而成为研究热点,但是其多机预同步并网却成为技术难点。该文针对分散式结构,提出利用一台虚拟同步发电机(VSG)进行无通信的预同步控制方案,并通过引入电流限幅环节解决环... 详细信息

分散式微电网结构因为设备间无通信,具有成本低、稳定性好的优势而成为研究热点,但是其多机预同步并网却成为技术难点。该文针对分散式结构,提出利用一台虚拟同步发电机(VSG)进行无通信的预同步控制方案,并通过引入电流限幅环节解决环流问题。首先介绍了基于虚拟功率的预同步原理和三种多 VSG 预同步方案;其次,采用小信号模型对比分析了两种相位预同步控制器的性能,采用 VSG 并联系统频率等效模型对预同步过程中的有功环流问题进行理论分析,采用等值机的方法对一阶虚拟惯性环节参数进行整定;最后进行仿真和实验验证。结果表明,该文的预同步方法能够减小多 VSG 并联系统的动态功率环流,满足快速预同步并网,进而实现分布式电源间的无缝切换控制。

关键词：虚拟同步发电机预同步虚拟功率分散式功率环流

基于动态虚拟电流前馈的预同步VSG功率二阶解耦策略

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电网技术 2020年第9期44卷 3556-3564页

作者：戚军李袁超童辉周丹张有兵浙江工业大学信息工程学院浙江省杭州市310000

随着分布式电源渗透率的逐步提高,虚拟同步发电机技术(virtual synchronous generator,VSG)得到了广泛的研究和应用,但传统VSG存在并网速度慢、有功/无功功率耦合影响调控效果的问题。首先在传统自同步VSG模型基础上,提出加入并网电压... 详细信息

随着分布式电源渗透率的逐步提高,虚拟同步发电机技术(virtual synchronous generator,VSG)得到了广泛的研究和应用,但传统VSG存在并网速度慢、有功/无功功率耦合影响调控效果的问题。首先在传统自同步VSG模型基础上,提出加入并网电压相角预同步单元以加快VSG并网速度。随后分析了中低压电网的功率耦合机理,结合虚拟阻抗技术,提出基于动态虚拟电流前馈的预同步VSG功率二阶解耦策略。最后,Matlab/Simulink 仿真结果表明:该新型预同步 VSG 不仅可以实现快速平滑的并网控制,而且调控过程中有功功率和无功功率得到较好的解耦,尤其在下垂控制中还可以提高功率稳态调控精度。

关键词：虚拟同步机预同步功率解耦动态虚拟电流

基于虚拟同步机控制的双馈风电机组预同步并网策略

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电力系统自动化 2020年第14期44卷 71-78页

作者：周鹏张新燕邸强岳家辉邢琛新疆大学电气工程学院新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市830047 可再生能源发电与并网技术教育部工程研究中心(新疆大学) 新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市830047

采用虚拟同步机控制的双馈风电机组能提高电网惯量和频率支撑能力,成为实现可再生能源友好并网的有效途径之一。基于虚拟同步机控制的双馈风电机组直接参与电网并网时,由于缺少预同步锁相控制,双馈风电机组定子与电网的电压幅值和初始... 详细信息

采用虚拟同步机控制的双馈风电机组能提高电网惯量和频率支撑能力,成为实现可再生能源友好并网的有效途径之一。基于虚拟同步机控制的双馈风电机组直接参与电网并网时,由于缺少预同步锁相控制,双馈风电机组定子与电网的电压幅值和初始相位可能存在偏差。针对上述存在的并网问题,提出了一种虚拟同步机控制的双馈风电机组无锁相环预同步控制策略。通过在虚拟同步机外环控制中加入频率相位控制器和幅值预同步控制器,可以控制双馈风电机组并网前定子频率、相位和电压幅值与电网相同,并提出在无功功率-电压环中引入虚拟阻抗,实现了双馈风电机组快速地平滑并网。最后,通过理论分析和仿真结果验证了无锁相环预同步控制方案对虚拟同步机控制的双馈风电机组并网的有效性。

关键词：双馈风电机组虚拟同步机控制惯性预同步虚拟阻抗

含异构微源孤岛微电网内虚拟同步发电机预同步控制策略

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电力系统自动化 2022年第19期46卷 154-161页

作者：兰征刁伟业曾进辉何东涂春鸣姜飞湖南工业大学电气与信息工程学院湖南省株洲市412007 国家电能变换与控制工程技术研究中心(湖南大学) 湖南省长沙市410082 长沙理工大学电气与信息工程学院湖南省长沙市410076

在含异构微源孤岛微电网的弱电网环境下,基于相差控制的虚拟同步发电机(VSG)在预同步过程中会因相角差周期跳变产生频率波动,且锁相环与弱电网的耦合作用会对其产生影响,容易导致VSG失稳,甚至引发系统崩溃。为此,提出一种基于虚拟电流的... 详细信息

在含异构微源孤岛微电网的弱电网环境下,基于相差控制的虚拟同步发电机(VSG)在预同步过程中会因相角差周期跳变产生频率波动,且锁相环与弱电网的耦合作用会对其产生影响,容易导致VSG失稳,甚至引发系统崩溃。为此,提出一种基于虚拟电流的VSG预同步控制策略。首先,简析相角差跳变机理,揭示其对VSG并网过程的影响;然后,基于虚拟电流改进相角控制器输入变量,消除相角差跳变以提高VSG并网的频率稳定性,实现无锁相环的预同步。在此基础上,建立小信号模型,分析不同参数对预同步过程的影响,并设计合理的控制器参数提高系统的动态性能。最后,MATLAB/Simulink仿真及StarSim硬件在环半实物实验验证了所提策略的有效性。

关键词：孤岛微电网相角差跳变预同步虚拟同步发电机虚拟电流锁相环异构微源

三相四桥臂虚拟同步发电机预同步、多环路控制及负载不平衡控制方法

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电工技术学报 2017年第A1期32卷 138-150页

作者：顾彬仕王建华骆芳芳季振东吕志鹏顾伟王涛江苏省智能电网技术与装备重点实验室东南大学电气工程学院南京210096 南京理工大学自动化学院南京210094 中国电力科学研究院北京100192 山亿新能源股份有限公司宿迁223800

设计了一种三相四桥臂虚拟同步发电机多环路控制策略,通过有功和无功的解耦控制使逆变器模拟同步发电机的一次调频、一次调压、惯性和励磁特性,并改进了控制方法,在功率环之后级联电压电流双环,改善微电网动态调节性能。针对平滑并网,... 详细信息

设计了一种三相四桥臂虚拟同步发电机多环路控制策略,通过有功和无功的解耦控制使逆变器模拟同步发电机的一次调频、一次调压、惯性和励磁特性,并改进了控制方法,在功率环之后级联电压电流双环,改善微电网动态调节性能。针对平滑并网,利用一种预同步控制策略,使逆变器的频率相位和幅值追踪电网电压。同时,针对带不平衡负载时的电压不平衡、频率波动问题,提出了一种变频率自适应谐振控制方法。仿真与实验验证了所提控制方法的可行性。

关键词：虚拟同步发电机三相四桥臂多环路预同步自适应谐振

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入网电压控制型逆变器预同步研究

中国电机工程学报 2017年第11期37卷 3278-3286页

作者：赵晋斌张帅涛王金龙屈克庆李芬上海电力学院电气工程学院上海市杨浦区200090 上海电力股份有限公司上海市黄浦区200010

针对入网电压控制型并网逆变器,该文提出一种可以快速平稳完成预同步过程的控制方法。该方法包含同步检测单元和同步调节单元,其中同步检测单元不仅可以生成并网信号,还可为同步调节单元提供调节信息。根据逆变器特点设计的同步调节单... 详细信息

针对入网电压控制型并网逆变器,该文提出一种可以快速平稳完成预同步过程的控制方法。该方法包含同步检测单元和同步调节单元,其中同步检测单元不仅可以生成并网信号,还可为同步调节单元提供调节信息。根据逆变器特点设计的同步调节单元包括一次调节与二次调节:先参考电网信息利用线性关系对幅值与频率进行大致调节,再通过改变逆变器频率缩小相角差值,统一频率和相角调节。与此同时完成对控制目标精细调整以减小并网冲击,保障了并网时效性。仿真与实验结果表明,与传统方法相比,所提控制策略降低了参数要求,有效提高并网效率,扩大适用范围。

关键词：电压控制型逆变器预同步频率控制一次调节二次调节

含异构微源孤岛微电网功频振荡抑制VSG预同步控制策略

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电力系统及其自动化学报 2024年

作者：刘澳张哲王卓河北工业大学电气工程学院

针对VSG向含异构微源的孤岛微电网(HDG-MG)并网前电压需要同步，并网过程中易产生功频振荡的问题，提出一种预同步控制策略。首先，设计一种基于改进虚拟功率的控制策略，采集并网点两侧电压信息计算虚拟功率，通过控制虚拟功率为零实... 详细信息

针对VSG向含异构微源的孤岛微电网(HDG-MG)并网前电压需要同步，并网过程中易产生功频振荡的问题，提出一种预同步控制策略。首先，设计一种基于改进虚拟功率的控制策略，采集并网点两侧电压信息计算虚拟功率，通过控制虚拟功率为零实现无需锁相环的并网预同步过程，省略坐标变换环节，减小了电压同步过程的调节时间；其次，对于VSG向HDG-MG并网过程中的功频振荡现象，引入自适应惯量和阻尼控制，可有效抑制并网功频振荡程度，实现VSG平滑并网。最后，在MATLAB/Simulink平台构建仿真模型，通过仿真试验验证了所提方法的可行性和先进性。

关键词：含异构微源孤岛微电网虚拟同步发电机预同步虚拟功率自适应惯量和阻尼控制

具备VSG特征并网变流器的预同步及主动孤岛判别方法研究

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电测与仪表 2018年第15期55卷 58-64页

作者：翟登辉王鹏辛军任志航杨东海许继集团有限公司河南许昌461000 国网河南省电力公司电力科学研究院郑州454000 国网河南省电力公司郑州供电公司郑州450000

针对具备VSG特征的并网变流器,研究其预同步及主动孤岛判别方法,提出一种基于逐步追踪思想的预同步控制和基于电网电压自扰动的主动孤岛判别方法;预同步控制按照一定步长调节变流器侧输出电压的幅值和相位,进而追踪逼近电网侧电压幅值... 详细信息

针对具备VSG特征的并网变流器,研究其预同步及主动孤岛判别方法,提出一种基于逐步追踪思想的预同步控制和基于电网电压自扰动的主动孤岛判别方法;预同步控制按照一定步长调节变流器侧输出电压的幅值和相位,进而追踪逼近电网侧电压幅值和相位,当差值在很小范围内时,合闸实现离网到并网的"零"冲击;主动孤岛判别是将电网侧电压幅值以微小步长进行负扰动,扰动后的值作为变流器输出侧电压幅值的参考给定,若电网连接,则扰动基本无影响,若电网断开,因扰动使得电压持续减小,最终判别出孤岛现象。通过MATLAB仿真分析,验证了所提方法的有效性和可行性。

关键词：虚拟同步发电机并离网切换主动孤岛判别预同步

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光伏并网逆变器的锁相环设计及预同步控制

电力电子技术 2013年第11期47卷 25-26,32页

作者：姬秋华杜炜陈灵奎林海涛南京南瑞太阳能科技有限公司江苏南京210009

针对传统锁相环(PLL)在电压不平衡和畸变时动态较差的不足,提出一种基于二阶广义积分器的改进型PLL模型,通过提取正序电压分量,消除电压不平衡的影响,并具有较强的谐波抑制能力。基于此PLL提出一种新型预同步控制策略,实现对电网相位的... 详细信息

针对传统锁相环(PLL)在电压不平衡和畸变时动态较差的不足,提出一种基于二阶广义积分器的改进型PLL模型,通过提取正序电压分量,消除电压不平衡的影响,并具有较强的谐波抑制能力。基于此PLL提出一种新型预同步控制策略,实现对电网相位的追踪与同步,从而有效避免了并网过程的冲击电流。仿真和实验结果验证了该控制策略的有效性和可行性。

关键词：锁相环正序分量二阶广义积分器预同步