提高储能VSG并网有功响应性能的暂态阻尼策略

储能虚拟同步发电机(VSG)的并网有功在有功指令与电网频率2种扰动下存在动态超调与稳态偏差。提出有功微分反馈补偿(ADFBC)和有功微分前馈补偿(ADFFC)2种暂态阻尼策略,并在分别建立典型VSG、ADFBC和ADFFC 3种策略并网有功闭环小信号模型的基础上,给出了相应的参数设计方法。仿真和实验对比结果均验证了所提ADFBC和ADFFC暂态阻尼策略可有效提高储能VSG并网有功响应,在2种扰动下其并网有功既无动态超调又无稳态偏差。

基于有功分数阶微分校正的储能VSG并网有功响应策略

为了解决在有功功率指令、电网频率2种扰动情况下储能虚拟同步机(VSG)并网有功难以兼顾良好的动态特性和稳态性能的问题,提出了一种基于有功分数阶微分校正的VSG(AFDC-VSG)并网有功响应优化控制策略。分别建立典型VSG、AFDC-VSG这2种控制策略的并网有功闭环小信号模型,并给出相应的参数设计过程。利用MATLAB/Simulink仿真软件对比分析不同控制策略在2种扰动下储能VSG的并网有功响应特性,并建立储能VSG并网系统的实验平台。仿真和实验结果共同验证了所提AFDC-VSG策略在优化储能VSG并网有功响应性能方面的有效性与优越性。

基于频率前馈补偿的储能VSG并网有功响应优化策略

分析现有基于电磁功率前馈补偿的暂态阻尼方案,该方案可有效抑制储能虚拟同步机(VSG)并网有功的动态振荡,但会因降低其惯量支撑能力而存在频率过冲风险。为此,提出一种基于频率前馈补偿的暂态阻尼优化策略。该策略在不影响储能VSG惯量响应性能的前提下,可有效抑制其并网有功的动态振荡,既能大大减小有功超调,又不会引起频率过冲。最后,建立储能VSG并网系统的Matlab仿真模型与实验平台,仿真与实验测试对比结果验证了所提策略的有效性与优越性。

储能VSG并联组网系统的有功振荡特性分析及其改进策略

储能虚拟同步机(VSG)通过模拟同步发电机的转子运动方程,使得储能变换器具备一定的惯量支撑能力,但不可避免地引入有功动态振荡等问题,特别是在储能VSG并联组网系统(ESVPNS)中该问题更为突出。为此提出一种抑制ESVPNS有功动态振荡的有功前馈补偿改进控制策略,利用包含虚拟惯量与一次调频参数的一阶低通滤波环节构造有功前馈项,通过调节前馈参数提升ESVPNS抑制有功动态振荡的能力,在既不依赖通信又无需微分运算的前提下,不影响ESVPNS有功的稳态均分效果。建立包含有功前馈环节的ESVPNS小信号数学模型,并详细给出前馈参数的设计过程。MATLAB/Simulink仿真对比结果验证了所提控制策略的有效性与优越性。

弱电网下VSG的有功响应特性分析及优化策略

为了提高虚拟同步机(VSG)在弱电网下的并网有功响应速度,提出一种虚拟负阻抗结合有功暂态阻尼控制的VSG并网有功动态响应优化策略。该控制策略首先利用虚拟负阻抗控制环节减小VSG的等效输出阻抗及其并网有功的动态响应时间,然后利用有功暂态阻尼控制环节增强VSG的暂态阻尼及其并网有功动态振荡的抑制能力。最后利用Matlab/Simulink仿真软件研究所提控制策略在有功功率指令阶跃下VSG的并网有功动态响应性能,并建立VSG并网系统的实验测试平台,仿真与实验结果验证了所提策略在提升弱电网下VSG的并网有功动态响应特性方面的可行性与优越性。

基于有功比例微分前馈VSG的柴储微网有功振荡抑制策略

在负载扰动下,传统储能虚拟同步机(Virtual Synchronous Generator,VSG)与柴油发电机(Diesel Generator Set,DGS)并联组网系统存在有功功率动态振荡。文章提出一种基于有功比例微分前馈VSG(Activepower Proportional Differential Feedforward VSG,APDF-VSG)的柴储微网有功动态振荡抑制策略。首先建立储能VSG与DGS并联组网系统的小信号模型,分析储能VSG的虚拟惯量、虚拟阻尼及输出阻抗参数对系统有功振荡的影响规律,在此基础上提出基于APDF-VSG的柴储微网有功动态振荡抑制策略,并给出相应的参数设计过程。最后,建立储能VSG与DGS并联组网系统的Matlab仿真模型,并利用仿真结果验证所述APDF-VSG控制策略在抑制柴储微网有功动态振荡方面的有效性。

基于有功前馈补偿的储能VSG并网有功振荡抑制策略

为解决传统储能虚拟同步机(virtual synchronous generator,VSG)的并网有功由于其一次调频系数与虚拟阻尼系数相互耦合而存在稳态偏差与动态振荡难以兼顾的问题,提出一种基于有功前馈补偿的储能VSG并网有功动态振荡抑制策略。该策略利用有功经一阶低通滤波器后前馈至并网有功闭环控制回路,通过调节前馈系数优化储能VSG并网有功的动态性能且无需进行微分运算,同时不影响储能VSG的一次调频特性。然后,建立基于有功前馈补偿的储能VSG并网有功闭环的小信号模型,并给出前馈系数的整定方法。最后,利用仿真与实验测试对比结果共同验证了所述策略在有功指令与电网频率2种阶跃扰动下可有效消除储能VSG并网有功的稳态偏差及其动态振荡,且不存在频率过冲的风险。

储能虚拟同步机的并网阻尼特性分析与改进策略

针对储能虚拟同步机(VSG)并网运行时在有功功率指令与电网频率扰动条件下存在有功功率动态振荡与稳态偏差的问题,提出一种基于有功功率微分反馈的暂态阻尼优化策略。首先给出储能VSG的控制原理,建立储能VSG在有功功率指令与电网频率扰动下的并网有功闭环小信号模型,分析阻尼系数对输出有功的动态振荡与稳态偏差的影响规律,在此基础上提出基于有功功率微分反馈的暂态阻尼改进策略并给出其参数设计方法,最后利用仿真与实验验证了所述阻尼优化策略在抑制有功功率动态振荡与消除稳态偏差方面的有效性与优越性。

基于VSR-VSI的电梯能量回馈系统建模与控制

基于电压源型整流器(VSR)与电压源型逆变器(VSI)整合而成的VSR-VSI双PWM变换器已在电梯能量回馈系统中得到应用。本文围绕VSR-VSI系统的直流母线电压可控与能量可双向流动的特点,首先阐述了基于VSR-VSI电梯永磁同步电机驱动系统在dq坐标系下的PI双闭环控制结构与参数设计方法,分析了VSR-VSI系统直流母线电压与并网电流存在谐波畸变的机理,在此基础上提出了基于PI+谐振(PI plus resonant,PIR)调节器的VSR电流内环改进控制策略以抑制并网电流谐波,最后利用仿真结果验证了上述理论分析的准确性与有效性。

基于二自由度PID的三相PWM整流器调压改进策略

基于前端电压源型整流器(voltage source rectifier,VSR)与后端电压源型逆变器(voltage source inverter,VSI)级联的VSR-VSI双三相脉冲宽度调制(pulse width modulation,PWM)变换器已在电梯能量回馈系统中得到广泛应用,但前端三相VSR采用传统比例积分(proportional integral,PI)双闭环控制结构通常存在中端直流母线电压无法兼顾抗干扰性和跟踪性的问题。为此,文中提出一种基于二自由度比例积分微分(proportional integral differential,PID)的三相PWM整流器调压改进策略。首先,阐述基于VSR-VSI双三相PWM变换器级联系统的结构和工作原理,并给出前端三相VSR的传统PI双闭环控制方案及其参数设计过程,分析该方案不能兼具良好的抗干扰性与跟踪性的原因。在此基础上,给出基于二自由度PID的前端三相VSR直流调压优化策略及其参数设计方法。最后,利用软件仿真与实验测试对比结果共同验证了所述三相PWM-VSR直流调压改进策略的有效性与优越性。