基于虚拟同步发电机思想的微电网逆变电源控制策略
基于虚拟同步发电机的微电网频率电压综合控制策略研究
基于虚拟同步发电机的微电网频率电压综合控制策略研究基于虚拟同步发电机的微电网频率电压综合控制策略研究随着电力系统的快速发展和电力需求的不断增长，微电网作为一种新型的电力供应模式，逐渐得到人们的关注。
然而，由于微电网的特殊性，频率和电压的控制成为微电网运行的关键问题之一。
针对这一问题，本文提出了一种基于虚拟同步发电机的微电网频率电压综合控制策略。
首先，本文对微电网的基本概念和特点进行了介绍。
微电网是由多种不同类型的电源和负荷组成的小型电力系统，具有自主运行和自主调节的能力。
相较于传统的大型电力系统，微电网具有更高的灵活性和可靠性。
然而，由于微电网电源和负荷的不确定性和不稳定性，频率和电压的控制成为微电网运行中的难点。
基于虚拟同步发电机（VSG）的控制策略是本文的核心研究内容。
VSG是一种模拟真实同步发电机的虚拟电力发生器，能够模拟和控制电力系统的频率和电压。
本文使用VSG作为微电网中各发电机的控制器，通过调节VSG的输出电压和频率来实现微电网的电压和频率控制。
接下来，本文详细介绍了VSG的原理和控制算法。
VSG中的控制算法包括频率控制和电压控制两部分。
频率控制通过调节VSG的输出频率来实现微电网内部负荷和电源之间的平衡，从而保持微电网的频率稳定。
电压控制通过调节VSG的输出电压来实现微电网的电压稳定，保证微电网内部各个节点的电压在合理范围内。
为了验证所提出的控制策略的有效性，本文进行了一系列的仿真实验。
实验结果表明，基于VSG的控制策略能够有效地控制微电网的频率和电压，并且具有良好的稳定性和鲁棒性。
与传统的微电网控制方法相比，基于VSG的控制策略能够更好地适应微电网的不确定性和不稳定性，提高微电网的运行效率和可靠性。
综上所述，本文基于虚拟同步发电机的微电网频率电压综合控制策略研究对于微电网的稳定运行具有重要意义。
通过使用VSG作为微电网中各发电机的控制器，本文提出的控制策略能够有效地控制微电网的频率和电压，提高微电网的运行效率和可靠性。
基于虚拟同步发电机的微电网逆变器
频率、 功率闭环控制器的主要作用分为二个部 ， 功能如下：
3
仿真实验
为了验证虚拟同步发电机模型的可行性， 本文 在 MATLAB / simulink 环境下 搭 建 了 仿 真 模 型。 为 了简化模型的复杂性， 模型中的逆变器用比例环节 ， 、 、 表示 结合调压 调频 调功控制环节实现虚拟同步 发电机仿真模型， 额定容量为 10 KVA， 额定频率为 50 Hz， 380 V ， 额定输出线电压为 滤波电容 C i = 100 μF， 滤波电感 L i = 0. 2 mH。 针对阶跃信号的响应， 与同步发电机的输出特性进行对比。 仿真负载均 为：阻感性负载 R = 120 Ω，L = 0. 01 H 在指定时刻 并联相同的阻感性负载。单相输出波形比较如图 5 所示。其中实线是虚拟同步发电机波形， 虚线是同 步发电机波形。 由上图可见， 虚拟同步发电机与同步发电机的 输出特性基本吻合， 但因为虚拟同步发电机中存在
，
28
电工电能新技术
第 29 卷
电流的变化调整了输出电压， 从而达到稳定电压的 目的。
荷的大小和变化情况， 不断地调整 P m ， 从而对输出 有功功率和频率进行有效的控制 。
图2 Fig. 2
电压控制器 Voltage controller 图4 Fig. 4 频率、 功率控制器
2. 3
功率、 频率控制
第 29 卷 第 3 期 2010 年 7 月
电工电能新技术 Advanced Technology of Electrical Engineering and Energy
Vol. 29 ，No. 3 July 2010
基于虚拟同步发电机的微电网逆变器
苏建徽，汪长亮
（ 教育部光伏系统工程研究中心，合肥工业大学，安徽 合肥 230009 ） 摘要： 本文根据微电网对逆变器性能的要求 ， 借鉴同步发电机的经典数学模型 ， 设计了一种适用于 微电网的逆变器控制模型（ 虚拟同步发电机） 。该逆变器具有功率、 电压、 频率调节的功能， 能够根 据电网自身以及负荷的变化合理调整输出以满足系统的稳定性要求 。 在 MATLAB / Simulink 环境 下搭建了该系统的仿真模型， 仿真结果验证了该方法的正确性和合理性 。 关键词： 微电网； 逆变器； 虚拟同步发电机
基于虚拟同步发电机的分布式逆变电源控制策略及参数分析
基于虚拟同步发电机的分布式逆变电源控制策略及参数分析一、本文概述随着全球能源危机和环境污染问题的日益严重，可再生能源的开发与利用已成为全球能源发展的必然趋势。
分布式发电作为可再生能源的重要应用形式，其并网控制策略的研究对电力系统的稳定、高效运行具有重要意义。
虚拟同步发电机（Virtual Synchronous Generator，VSG）作为一种模拟同步发电机特性的控制策略，在分布式逆变电源中得到了广泛应用。
本文旨在深入探讨基于虚拟同步发电机的分布式逆变电源控制策略及其参数分析。
本文将对虚拟同步发电机的基本原理进行阐述，包括其模拟同步发电机特性的方法和优势，以及在分布式逆变电源中的应用场景。
接着，文章将详细介绍基于虚拟同步发电机的分布式逆变电源控制策略，包括控制策略的设计思路、实现方法以及与传统控制策略的比较分析。
在此基础上，本文将重点分析分布式逆变电源控制策略中的关键参数，如虚拟惯量、阻尼系数等，探讨这些参数对系统稳定性、动态响应性能的影响规律。
通过理论分析和仿真实验，本文将进一步验证所提控制策略的有效性和参数的合理性。
本文还将对基于虚拟同步发电机的分布式逆变电源在实际应用中的前景和挑战进行讨论，以期为后续研究提供参考和借鉴。
本文旨在全面深入地研究基于虚拟同步发电机的分布式逆变电源控制策略及其参数分析，为分布式发电技术的发展和应用提供理论支持和实践指导。
二、虚拟同步发电机的基本原理虚拟同步发电机（Virtual Synchronous Generator，VSG）是一种先进的分布式逆变电源控制策略，其基本原理是通过模拟传统同步发电机的运行特性，使分布式电源在并网运行时表现出同步发电机的外特性。
VSG技术不仅有助于改善分布式电源与电力系统的交互性能，还能提高电力系统的稳定性。
VSG的基本原理可以概括为两个方面：一是模拟同步发电机的电磁暂态过程，二是模拟同步发电机的机械暂态过程。
在电磁暂态过程方面，VSG通过控制逆变器的输出电压和电流，使其具有同步发电机的阻抗特性和阻尼特性，从而在并网运行时表现出同步发电机的外特性。
基于虚拟同步电机原理的微网逆变器控制及其仿真分析
ｉ ｓ ａ ｌ ｈ ｄｉ ｈｓｐ ｐ ｒ Ｔｈ ｕ ｃｉｎ ｏ ｉｔ ａ ｎ ｕ ｅ ｌｃｒ ｍ ｏ ｉｅｆ ｒ ｅ ＥＭ Ｆ ｉ ｎ ｌ ｚ ｄ， ｓｅ ｔｂ ｉ ｅ ｎ ｔ ｉ ａ ｅ ． ｅｆ ｎ ｔｏ ｆ ｒｕ ｌ ｄ ｃ ｄｅｅ ｔｏ ｔｖ ｏ ｃ （ ｓ ｖ ｉ ）ｓａ ａｙ ｅ
数设计原理和仿真模型结构． 用该 控制策 略的逆变微 电源具 有调 压调频 和功率 控制 的 ２种功能 ， 采 能分别 适用 于 微电网的孤岛运行和联 网运行工作模式． 仿真分析结果验证 了该 控制策略的有效性．
关 键 词 ： 电网逆变器 ； 同步 电机 ； 微 虚拟 虚拟调速系统 ； 虚拟励磁 系统
ｐ ｉｃｐ ｅａ ｄ ｉｓｓｍｕ ａｉｎ ａ ａｙ ｉ ｒｎ ｉ ｌ ｎ ｔ ｉ ｌｔｏ ｎ ｌｓｓ
ＰＥ ＮＧ ｅ ｇ，Ｌ Ｕ ｉｎ ｈ ａ ＡＮ ｉｌ Ｃｈ ｎ Ｉ Ｊａ — ｕ ，Ｐ Ｌ —ｉ
（ ｃ ｏ ｌｏ ｅ ｔｉａ ｎ ｎｏｒ ａｉｎ Ｅｎ ｉ ｅ ｉｇ，Ｃｈ ｎ ｈ Ｓ ｈ ｏ ｆＥｌｃｒｃｌａ ｄ Ｉ ｆ ｍ ｔ ｇｎｅ ｒｎ ｏ ａ ｇｓ ａＵｎｉ ｒｉｙ ｏ ｃｅ ｃ ｎ ｃ ｎ ｌｇ ｖｅｓｔ ｆＳ ｉｎ ｅａ ｄ Ｔｅ ｈ ｏｏ ｙ，Ｃｈ ｎ ｈ ０ ０ ａ ｇｓ ａ４１ ０ ４，Ｃｈｎ ） ｉａ
ａ ｄ ｔ ｅ ｃ ｎ ｒ ｌ ｔ ａ ｅ ｙ ｔ ａ ａ ｅａ ｐ ｉ ｄ ｉ ｉｔ ａ ｅ ｕ ａ ｉ ｇ ｓ ｓ ｅ ａ ｄ ｖ ｒ ｕ ｌ ｘ ｉ ｔ ｎ ｓ ｓ ｎ ｈ ｏ ｔ ｏ ｒ ｔ ｇ ｈ ｔｃ ｎ ｂ ｐ ｌ ｎ ｖ ｒ ｕ ｌ ｇ ｌｔｎ ｙ ｔ ｍ ｎ ｉｔ ａ ｃ ｔ ｉ ｙ — ｓ ｅ ｒ ｅ ａ ｏ ｔ ｒ ｉｒ ｇ ｉ ｖ ｒ ｅ ｓｐ ｏ ｏ ｅ ． ｅ ｐ ｉ ｃｐ ｅｆ ｒｓ ｓ ｅ ｐ ｒ ｍ ｅ ｅ ｓｄ ｓｇ ｎ ｈ ｉ ｕ ａ ｅ ｉ ｍ ｃ ｏ ｒｄ ｉ ｅ ｔ ｒｉ ｒ ｐ ｓ ｄ Ｔｈ ｒｎ ｉ ｌ ｏ ｙ ｔ ｍ ａ ａ ｔ ｒ ｅ ｉ ｎ ａ ｄ ｔ ｅｓｍ ｌ— ｎ ｎ ｎ ｔ ｎ ｍｏ ｅ ｔ ｕ ｔ ｒ ｒ ｐ ｅ ｅ ｔ ｄ Ｔｈ ｏ ｒ ｇ ｉ ｎ ｅ ｔ ｒ ｄ ｐ ｉ ｇ ｔ ｅ ｃ ｎ ｒ ｌｓ ｒ ｔ ｇ ｒ ａ ｉ ｄ ｌｓ ｒ ｃ ｕ ｅ ａ ｅ： ｓ ｎ ｅ ． ｅ ｍ ｃ ｏ ｒｄ ｉ ｖ ｒ ｅ ｓ ａ Ｏ ｔｎ ｈ ｏ ｔ ｏ ｔａ ｅ ｙ ａ ｅ ｃ — ｏ ｒ
基于虚拟同步发电机的光伏并网逆变器控制策略
基于虚拟同步发电机的光伏并网逆变器控制策略朱更辉;陈国振;韩耀飞【摘要】Aiming at the problem that the photovoltaic grid-connected inverter in conventional constant power control mode lacks the dynamic adjustment ability of voltage and frequency, a control strategy of photovoltaic grid-connected inverter based on virtual synchronous generator (VSG) was proposed.According to the principle of synchronous generator, the grid-connected equivalent circuit and vector relation expression of synchronous generator were established, the active frequency control algorithm and reactive voltage control algorithm were designed, and the photovoltaic power generation system based on the control strategy of VSG was established.The 10kW photovoltaic grid-connected system was established in Matlab/simulink environment.The simulated results show that the photovoltaic grid-connected inverter based on VSG has the similar frequency and voltage regulation characteristics with the synchronous generator, and can well adapt the requirements of grid operation.%针对采用常规恒功率控制方式下的光伏并网逆变器缺乏电压和频率动态调节能力的问题,提出一种基于虚拟同步发电机(VSG)的光伏并网逆变器控制策略.根据同步发电机的原理,建立同步发电机的并网等效电路和矢量关系表达式,设计了有功频率控制算法和无功电压控制算法,搭建了虚拟同步发电机控制策略下的光伏发电系统.在Matlab/simulink环境中建立了10kW的光伏并网系统.仿真结果表明,基于虚拟同步发电机的光伏并网逆变器具有与同步发电机相似的调频调压特性,能够较好地适应电网运行要求.【期刊名称】《沈阳工业大学学报》【年(卷),期】2017(039)004【总页数】5页(P366-370)【关键词】光伏逆变器;虚拟同步发电机;等效电路;矢量关系;有功频率;无功电压;调频;调压【作者】朱更辉;陈国振;韩耀飞【作者单位】河南城建学院电气与控制工程学院,河南平顶山 467000;河南城建学院电气与控制工程学院,河南平顶山 467000;河南城建学院电气与控制工程学院,河南平顶山 467000【正文语种】中文【中图分类】TM615随着能源危机的不断加剧，以太阳能和风能为代表的可再生能源得到了越来越广泛的关注，其中太阳能因具有绿色环保、资源丰富等优点，成为了新能源发电的一种重要利用形式.然而，光伏并网发电系统与传统火电机组发电相比具有较大的差异，光伏逆变器是由大量电力电子元件组成，虽然具有较快的响应速度和灵活的调节能力，但缺乏发电机组的固有惯性环节，其大规模接纳会带来很多问题，输出功率的随机波动会引起电压频率的不稳定，情况严重时会引起大规模光伏发电的连锁脱网，为电力系统的安全稳定运行带来较大的隐患[1-2].针对如何提高光伏发电系统的电压频率调节性能以增强电网对其接纳能力的问题，国内外学者开展了广泛研究.文献[3]提出一种基于最小阶观测器的频率控制策略，该策略可自动分担负荷以达到同步发电机惯性的目的，但会引起复杂的电网动态特性；文献[4-5]提出了一种无功功率闭环控制策略，在很大程度上避免了无功环路引起的功率振荡问题，但同时也存在复杂动态特性的问题；文献[6-7]根据同步发电机的功率分摊特性，提出了有功频率和无功电压的下垂控制策略，使并网逆变器无需通信即可实现输出功率的调节，但是该策略没有考虑转子惯性的特性，不具备发电机惯性和阻尼特性.为完全模拟同步发电机的运行特性，虚拟同步发电机(virtual synchronous generator，VSG)的基本概念被提出[8-9]，其基本思想是根据同步发电机基本控制理论，将逆变器的控制策略加以改进，使其可模拟同步发电机的输出调节特性.本文根据同步发电机的转子运动方程和磁链方程来设计改进光伏并网逆变器的控制环路，使其具备主动调频调压能力，以模拟同步发电机的一次调频和励磁调压特性.在Matlab/simulink环境中建立基于虚拟同步发电机的光伏发电系统，验证了控制策略的有效性.同步发电机是电力系统的重要组成部分，为电网提供了大量的惯性环节.若将同步发电机的这种惯性特点应用到光伏并网逆变器的控制方法中，需了解同步发电机的基本原理，为适应大多场合的分析，一般将同步发电机的数学模型进行简化分析.在光伏并网逆变器的控制策略当中，主要模拟同步发电机的有功频率和无功电压调节特性.首先分析同步发电机的矢量关系，其并网等效电路及电压电流向量关系如图1和图2所示.图1中Us为同步发电机的等效内部电动势，R、L分别为同步发电机并网等效电阻及电感，Ug为并网电压，Ig为同步发电机输出电流.图2中φ为同步发电机与电网之间的相位角，X为电抗，同时假设电网电压方向与d轴同方向，q 轴与d轴垂直.将电压和电流信号分别分解到dq轴上，可以求出并网输出电流在dq轴上的数学表达式为式中：Y为导纳矩阵；Usd、Usq为同步发电机内电势的直轴分量；Ugd、Ugq为电网电压的直轴分量.相应表达式分别为相位角φ可表示为发电机转子角速度ω与电网系统角速度ωg差的积分，即在实际同步机发电系统中转子的角速度ω一般是由调速器决定的，与有功和角频率有关；而内部的电动势一般是由励磁调节系统决定的，与无功和电压有关.因此，可根据同步发电机的运动方程，将调速器一次调频模型和励磁调压模型特性模拟到光伏逆变器的控制电路中，从而使光伏逆变器具有与同步发电机相一致的响应特性. 由上述分析可知，光伏并网逆变器在模拟同步发电机控制时，应构造有功频率和无功电压两个控制器.其中，有功频率控制器主要反应的是同步发电机的机械惯性以及阻尼特征，无功电压控制器则模拟的是同步发电机的电压调节特性.2.1 有功频率控制算法在常规电力系统中同步发电机具有一定的惯性，频率不会发生突变，根据同步发电机的转子运动方程[10]，在光伏并网逆变器控制电路中引入虚拟惯性控制来模拟同步发电机的转子运动方程，其功率和频率控制方程为式中：H为虚拟惯量常数，与同步发电机的转动惯量J相对应[10]；Pi和Po为光伏逆变器的输入和输出功率；Kd为阻尼系数.为增强光伏并网逆变器的调频能力，使其在负荷波动时能提供一定的频率支撑，提出一种有功频率下垂控制器，其表达式模型为式中：Pref为有功参考值；Dp为有功功率的下垂系数.根据式(5)和式(6)可求得光伏并网逆变器的调速器模型，其有功功率与频率的传递函数为有功功率与频率控制框图如图3所示.由图3可以看出，当频率发生微小波动时，系统可保持转子运动特性，且可提供附加的功率以减小系统的频率波动，从而实现系统频率支撑功能.阻尼模块可使逆变器频率与电网频率保持一致.2.2 无功电压控制算法采用相同的方法，根据同步发电机的励磁调节系统[10]，设计光伏并网逆变器的无功功率和电压控制算法，结果如图4所示.图4中Qref为无功参考值，Qo为无功功率输出值，Dq为无功功率的下垂系数，Ta为延迟时间常数，Eset为光伏逆变器端电压参考值，Eg为无功控制环的输出信号，kp1和ki1为无功环的比例、积分系数.由图4可求得光伏并网逆变器的参考电压表达式为PI控制器控制无功功率的输出大小，而延时环节则可防止无功波动太快而带来的不利影响，减小特定条件下的系统冲击.2.3 整体控制算法基于虚拟同步发电机的光伏并网控制策略框图如图5所示.为了更好地研究光伏逆变器的VSG控制算法，忽略了储能的动态响应，在惯性调节期间，可通过设置储能的输出来保证逆变器的输出功率与输入功率是不相等的.图5中Ud为直流侧电压，Iabc为并网逆变器输出三相电流，Uabc为LC滤波器电容电压.当光伏并网逆变器工作在虚拟同步发电模式时，控制系统会根据有功功率和无功功率的参考值，经有功频率和无功电压控制算法后分别输出角频率和电压参考值，再根据同步发电机的矢量关系表达式求出其在dq坐标轴下的电流，最后通过与实际值比较之后生成PWM信号来驱动开关.在这种工作模式下，光伏并网逆变器具备了虚拟的转动惯量，增加了并网系统的旋转惯量，改善了并网系统的电压频率调节特性.为了验证本文所提虚拟同步发电机控制策略的有效性，在Matlab/simulink软件上搭建了虚拟同步发电机控制下的光伏并网发电系统.系统参数为：额定功率PN=10 kW，Ug=380 V，逆变器直流电压Ud=800 V，直流侧电容C=8 000 μF，逆变器滤波参数L1=4 mH，L2=0.5 mH，C0=15 μF，电阻R=0.01 Ω，开关频率f=2 000 Hz，H=1/3 000，Dp=16.2，Dq=545.电网稳定运行时虚拟同步光伏逆变器并网仿真结果如图6～8所示，1 s时有功指令由0 W增加至10 000 W，3 s时无功指令由0 Var增加至2 000 Var.从仿真结果可以看出，虚拟同步发电机能够快速精确地跟踪指令值，并维持在稳定运行状态. 电网电压及频率波动时虚拟同步光伏逆变器并网仿真结果如图9～10所示.图9为当2 s时电网电压跌落5%时的并网逆变器输出有功功率和无功功率.由图9可知，并网逆变器的输出无功功率快速跟踪电压的变化，有功功率不变.图10为当2 s时电网频率跃升0.2 Hz时并网逆变器输出有功功率和无功功率.由图10可知，并网逆变器的输出有功功率快速跟踪频率的变化，无功功率不变.因此该系统具有同步发电机的暂态调节特性，其控制器能够有效模拟同步机特性.本文分析了虚拟同步发电机的基本原理和并网等效矢量关系图，根据同步发电机的调速器和励磁调压特性，设计了光伏并网逆变器的虚拟同步发电机控制算法，并在Matlab/simulink环境中搭建了仿真模型，对提出的控制算法进行了验证.仿真结果表明，并网逆变器输出电压和频率能够通过无功电压控制环和有功频率控制环直接调节，结合同步发电机转子运动方程，使并网逆变器较好地模拟了同步发电机的惯性响应能力.提出的控制策略能够提高并网系统的电压频率调节能力，有利于系统的稳定运行.【相关文献】[1]陈炜，艾欣，吴涛，等.光伏并网发电系统对电网的影响研究综述 [J].电力自动化设备，2013，33(2)：26-32.(CHEN Wei，AI Xin，WU Tao，et al.Influence of grid-connected photovoltaic system on power network [J].Electric Power Automation Equipment，2013，33(2)：26-32.)[2]王湘明，张玮玮，王卫鑫.并网逆变器功率和合成谐波阻抗联合控制策略 [J].沈阳工业大学学报，2016，38(2)：127-132.(WANG Xiang-ming，ZHANG Wei-wei，WANG bined control strategy of power and synthetic harmonic impedance for grid connected inverter [J].Journal of Shenyang University of Technology，2016，38(2)：127-132.)[3]Tomonobu S，Manoj D，Atsushi Y，et al.A control method for small utility connected large PV system to reduce frequency deviation using a minimal-order observer [J].IEEE Transactions on Energy Conversion，2009，24(2)：520-528.[4]Toshinobu S，Yushi M，Toshifumi I.Reactive power control for load sharing with virtual synchronous gene-rator control [C]//IEEE Power Electronics and Motion Control Conference.Harbin，China，2012：846-853.[5]Toshinobu S，Yushi M，Toshifumi I.Oscillation damping of a distributed generator using a virtual synchronous generator [J].IEEE Transactions on Power Delivery，2014，29(2)：668-676.[6]姚骏，杜红彪，周特，等.微网逆变器并联运行的改进下垂控制策略[J].电网技术，2015，39(4)：932-938.(YAO Jun，DU Hong-biao，ZHOU Te，et al.Improved droop control strategy for inverters parallel operation in micro-grid [J].Power System Technology，2015，39(4)：932-938.) [7]杨俊虎，韩肖清，曹增杰，等.基于逆变器下垂控制的微电网动态性能分析 [J].南方电网技术，2012，6(4)：48-52.(YANG Jun-hu，HAN Xiao-qing，CAO Zeng-jie，et al.Analysis on the dynamic performance of microgrid based on droop control of inverters [J].Southern Power System Technology，2012，6(4)：48-52.)[8]郑天文，陈来军，陈天一，等.虚拟同步发电机技术及展望[J].电力系统自动化，2015，39(21)：165-175.(ZHENG Tian-wen，CHEN Lai-jun，CHEN Tian-yi，et al.Review and prospect of virtual synchronous gene-rator technologies [J].Automation of Electric Power System，2015，39(21)：165-175.)[9]曾正，李辉，冉立.交流微电网逆变器控制策略述评 [J].电力系统自动化，2016，40(9)：142-151.(ZENG Zheng，LI Hui，RAN parison on control strategies of inverters in AC microgrids [J].Automation of Electric Power System，2016，40(9)：142-151.)[10]王晓东.电力系统中同步发电机摇摆振荡的非线性动力学特性研究[D].哈尔滨：哈尔滨工业大学，2015.(WANG Xiao-dong.Research on nonlinear dynamic characteristics of swing oscillation of synchronous generator in power system [D].Harbin：Harbin Institute of Technology，2015.)。
《微网逆变器虚拟同步发电机控制策略的分析与验证》范文
《微网逆变器虚拟同步发电机控制策略的分析与验证》篇一一、引言随着分布式能源系统的发展和微电网的兴起，微网逆变器在供电系统中扮演着越来越重要的角色。
虚拟同步发电机（Virtual Synchronous Generator，VSG）控制策略作为微网逆变器的一种先进控制方法，能够提高供电系统的稳定性与可靠性，其控制性能及技术成为了研究热点。
本文将对微网逆变器中VSG控制策略进行分析，并对其进行验证。
二、微网逆变器及虚拟同步发电机控制策略概述（一）微网逆变器微网逆变器是微电网系统中的关键设备，其作用是将分布式能源（如风能、太阳能等）转换为交流电并注入微电网。
（二）虚拟同步发电机（VSG）控制策略VSG控制策略借鉴了传统同步发电机的控制原理，通过模拟同步发电机的转子运动方程和电力系统惯量响应等特性，实现逆变器对微电网的友好接入和功率调节。
三、VSG控制策略的分析（一）数学模型及基本原理VSG通过模拟同步发电机的机电动态行为，包括电压和频率的调节，以及有功和无功功率的分配等。
其数学模型包括转子运动方程、电力系统惯量响应模型等。
这些模型能够有效地提高微电网的动态稳定性和电能质量。
（二）控制策略的特点VSG控制策略具有高动态响应能力、低谐波失真、对微电网友好接入等优点。
它能够模拟传统同步发电机的特性，有效提高微电网的供电可靠性和稳定性。
此外，VSG还能根据微电网的需求进行功率调节，实现能量的优化分配。
四、VSG控制策略的验证（一）仿真验证通过建立微网逆变器VSG控制的仿真模型，对VSG控制策略进行仿真验证。
在仿真过程中，通过改变微电网的负载和分布式能源的出力，观察VSG对电压和频率的调节能力，以及有功和无功功率的分配情况。
仿真结果表明，VSG控制策略能够有效提高微电网的动态稳定性和电能质量。
（二）实际系统验证在实际系统中应用VSG控制策略，通过实际运行数据对VSG的控制性能进行评估。
在实际系统中，VSG能够根据微电网的需求进行功率调节，实现能量的优化分配。
基于虚拟同步机的微电网逆变器控制策略研究
基于虚拟同步机的微电网逆变器控制策略研究基于虚拟同步机的微电网逆变器控制策略研究摘要：随着可再生能源的快速发展，微电网逆变器的控制策略研究变得尤为重要。
本文基于虚拟同步机概念，针对微电网逆变器的特点进行了控制策略的研究。
通过对逆变器电流和电压进行实时监测，结合虚拟同步机的概念，提出了一种新的控制方法。
实验结果显示，该方法具有较好的逆变器输出性能和微电网稳定性。
1.引言随着清洁能源技术的快速发展，微电网逆变器作为将可再生能源转换为交流电的重要设备，其控制策略的研究变得尤为重要。
传统的逆变器控制方法大多基于频率和幅值的调整，这种方法存在许多问题，如响应速度慢、稳定性差等。
2.虚拟同步机的基本概念虚拟同步机是一种通过模拟同步机的方式来控制逆变器的电流和电压的方法。
它通过对逆变器的功率和电压进行实时监测，并通过控制电流和电压的相位和幅值来实现对逆变器的控制。
3.微电网逆变器的控制策略研究基于虚拟同步机的微电网逆变器控制策略研究主要包括两个方面：逆变器电流控制和逆变器电压控制。
3.1 逆变器电流控制逆变器电流控制是通过控制逆变器输出电流的相位和幅值来实现对逆变器的控制。
虚拟同步机方法可以根据微电网的负载情况和电压波动情况进行实时调整，从而实现逆变器输出电流的稳定性和响应速度的提高。
3.2 逆变器电压控制逆变器电压控制是通过控制逆变器输出电压的相位和幅值来实现对逆变器的控制。
虚拟同步机方法可以根据微电网的负载情况和电流波动情况进行实时调整，从而实现逆变器输出电压的稳定性和响应速度的提高。
4.实验结果与分析通过对基于虚拟同步机的微电网逆变器控制策略进行实验，得到了以下结果：逆变器的输出电流波动较小，稳定性较好；逆变器的输出电压波动较小，稳定性较好。
与传统的逆变器控制方法相比，基于虚拟同步机的控制方法具有更好的逆变器输出性能和微电网稳定性。
5.结论本文通过对基于虚拟同步机的微电网逆变器控制策略进行研究，得出了该方法具有较好的逆变器输出性能和微电网稳定性的结论。
《2024年基于虚拟阻抗法的微电网逆变器控制策略》范文
《基于虚拟阻抗法的微电网逆变器控制策略》篇一一、引言随着能源互联网的快速发展和微电网的普及，微电网逆变器在微电网系统中的重要性愈发突出。
为保证微电网的高效稳定运行，逆变器的控制策略显得尤为重要。
其中，基于虚拟阻抗法的控制策略因其独特的优势，在微电网逆变器控制中得到了广泛的应用。
本文将详细探讨基于虚拟阻抗法的微电网逆变器控制策略。
二、微电网逆变器概述微电网逆变器是微电网系统中的关键设备，负责将直流电源转换为交流电源，为负载提供稳定的电能。
其性能直接影响到微电网的运行效率和稳定性。
传统的逆变器控制策略主要关注输出电压和电流的稳定性，而忽略了电网阻抗的影响。
然而，在实际运行中，电网阻抗的变化会对逆变器的性能产生重要影响。
因此，研究一种能够适应电网阻抗变化的逆变器控制策略显得尤为重要。
三、虚拟阻抗法的基本原理虚拟阻抗法是一种通过控制逆变器输出电流，模拟出电网阻抗的方法。
通过引入虚拟阻抗，可以在逆变器控制系统中实现对电网阻抗的感知和调整。
虚拟阻抗法具有以下优点：无需额外的硬件设备，易于实现；可以通过调整虚拟阻抗的大小和特性，实现对电网阻抗的快速适应；可以提高系统的稳定性和抑制谐波的能力。
四、基于虚拟阻抗法的微电网逆变器控制策略基于虚拟阻抗法的微电网逆变器控制策略主要包括以下步骤：首先，通过检测逆变器的输出电压和电流，计算出电网阻抗；然后，根据电网阻抗的大小和特性，引入适当的虚拟阻抗；最后，通过调整逆变器的控制参数，实现对输出电压和电流的精确控制。
在具体实施中，可以采用数字控制器实现虚拟阻抗法的控制策略。
数字控制器具有高精度、高速度的优点，可以实现对逆变器输出电压和电流的实时检测和控制。
同时，数字控制器还可以根据电网阻抗的变化，实时调整虚拟阻抗的大小和特性，以保证系统的稳定性和性能。
五、控制策略的优化与实施为进一步提高基于虚拟阻抗法的微电网逆变器控制策略的性能，可以从以下几个方面进行优化：1. 引入智能控制算法：通过引入智能控制算法，如模糊控制、神经网络等，实现对逆变器控制参数的智能调整，提高系统的自适应能力和鲁棒性。
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基于虚拟同步发电机思想的微电网逆变电源控制策略
作者：丁明， 杨向真， 苏建徽， DING Ming， YANG Xiangzhen， SU Jianhui
作者单位：合肥工业大学教育部光伏系统工程研究中心,安徽省合肥市,230009
刊名：
电力系统自动化
英文刊名：AUTOMATION OF ELECTRIC POWER SYSTEMS
年，卷(期)：2009,33(8)
被引用次数：12次
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本文链接：/Periodical_dlxtzdh200908019.aspx。