论文部分内容阅读
近年来，随着光伏和风电等间歇式能源以电流源形式接入电网，对电网影响越来越大。为此，国内外众多学者提出的虚拟同步发电机(Virtual Synchronous Generator,VSG)，使得可再生能源发电系统对外接口具有同步发电机的特性，为分布式发电(Distributed Generation，DG)大规模入网开辟一条新途径。本文的主要工作是在逆变器直流侧加入储能后，通过对逆变器控制策略的改进，使得逆变器具有同步发电机的外特性，并针对单机VSG并网和VSG并联系统做了以下几个方面的工作。 首先，介绍了课题背景意义及国内外研究现状，详细介绍了微电网中逆变器常用的几种控制策略。 其次，介绍了基于同步发电机基本方程的VSG的原理，详细分析了励磁调节器、功频调节器中参数对离网和并网运行特性的影响；借鉴传统同步发电机单机无穷大系统稳定性分析模型，对VSG并网稳定性进行了分析；并在此基础上研究了一种基于微分负反馈的改进型VSG控制策略，提高了参数设计的灵活性；仿真和实验验证了参数分析和改进的VSG控制策略的正确性。 再次，针对现有VSG离/并网控制策略的不足，研究了一种基于虚拟功率和电压频率二次控制的离/并网切换方法，可实现离网VF控制，并网VSG控制；具有控制结构简单，易数字化实现的优点。仿真和实验验证了所提离/并网切换方法的正确性。 最后，针对孤岛微电网，在传统下垂控制的基础上，通过去掉其无功-电压外环，将有功-频率下垂用同步发电机转子运动方程代替，从而得到了一种新型的VSG模型；该模型并联组成的微电网系统具有频率稳定性好、交流母线电压跌落程度小的优点。并针对VSG投入时产生的功率振荡问题，给出了两种参数设计方案；对于不同容量VSG并联，设计了一种参数优化方法，使得VSG并联系统加减载时系统具有良好的动态特性。