【熱點專題論文】重慶大學李斌等:基于改進虛擬同步發電機算法的微網逆變器二次調頻方案
研究背景
傳統的虛擬同步發電機技術可實現一次調頻功能,為微網提供頻率支撐。然而一次調頻屬于有
差調節,在孤島模式下無法保證微網頻率的恒定,這時就需要微網有二次調頻的功能,以保證
微網內部頻率敏感負荷的穩定運行。
解決的問題
通過改進虛擬同步發電機的控制結構,可使逆變器根據工作模式在一次調頻和二次調頻之間切
換。二次調頻適用于孤島模式的微電網,采用基于本地信息的分散式控制方案,無須通信即可
實現微網頻率的無差控制。該方案可使多臺逆變器參與調頻并按容量均分缺額功率,有利于總
調頻容量以及微電網容量的擴展。
重點內容及創新點
提出基于改進VSG算法的二次調頻控制策略,在阻尼環節中引入積分器,與阻尼轉矩組合成PI
控制器,完成對頻率擾動分量的衰減控制,使VSG在孤島模式下可自動跟蹤負荷波動并改變自
身的出力,為微網提供頻率支撐。同時,通過改變控制參數,還可實現微網內多逆變器同時參
與調頻的目的,有利于總調頻容量以及微電網容量的擴展。此外,在離并網切換過程中,二次
調頻控制策略還可輔助完成微網對電網頻率的跟蹤。
結論
等效。本文所提改進VSG算法的二次調頻控制方案,可以使逆變器模擬電力系統二次調頻的過
程,在孤島模式下實時響應負荷變化,改變自身出力,維持微網的頻率恒定;該方案還可應用
于多臺逆變器互聯,可使微網內多臺逆變器同時參與二次調頻,有利于總調頻容量以及微電網
容量的擴展;同時,所提二次調頻方案可輔助完成預同步過程的頻率追蹤環節,保證預同步的
順利進行。
后續研究
考慮到微網內負荷波動多為小型隨機負荷,本文并沒有針對參與二次調頻的逆變器的功率限幅
展開討論。較大的負荷波動仍需微網的調度中心實時監測并對參與二次調頻的逆變器數量進行
調整。同時,同步發電機的二次控制還包括對端電壓的控制,下一步將針對VSG的二次電壓控
制展開研究。
團隊介紹
重慶大學光伏發電與微電網運行課題組隸屬于輸配電裝備及系統與新技術國家重點實驗室。課題組長期從事電力電子與電力傳動和新能源發電領域的科研工作。在大型光伏并網系統、有源電力濾波器、變換器控制等方面積累了豐富的經驗,并取得了較高水平的研究成果。先后主持或參與了包括國家高科技發展計劃、國家自然科學基金在內的30余項相關課題的研究工作。課題組目前有教授1人,高級工程師1人,講師1人,博士8人,碩士8人。
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