考虑故障限流的VSG暂态功角稳定控制方法

当电网发生严重故障时,虚拟同步发电机(VSG)易发生功角失稳并导致故障电流越限,现有方法大多忽略功角失稳与故障过流之间的内在关联性而将二者单独处理,导致二者难以同时解决.为此,分析了VSG的暂态功角特性和故障电流特性,阐释了产生上述问题的原因及相互关系;基于相图理论分析了多影响因素下VSG的暂态功角稳定性,提出了一种考虑故障限流的VSG暂态功角稳定控制方法,该方法在自适应调节有功功率指令以保持功角稳定的基础上联合调节无功调压系数,并引入准静态近似虚拟阻抗,同时实现了故障期间VSG的暂态功角稳定和全故障限流.仿真和实验结果验证了理论分析的正确性及所提控制方法的有效性.

跟网型与构网型变流器混合并网的暂态特性分析及故障穿越控制

当跟网型(grid-following,GFL)和构网型(grid-forming,GFM)变流器混合并网时,它们通过电网阻抗相互耦合。在电网发生故障时,由于耦合项的存在,两个变流器的暂态特性将变得更加复杂。一旦其中一方出现稳定性问题,将对另一方产生影响,使得故障穿越变得困难。首先建立两变流器混合并网系统的数学模型,分析平衡点的存在条件,并使用相平面法揭示故障时的相互影响机理。然后,提出一种根据电压跌落程度调整GFM功角的方法,并作用于GFL改进其锁相环。同时考虑GFL电流注入的影响,对GFM的故障电流进行限制,以此实现混合故障穿越控制。所提方法可以保证GFM在故障期间输出无功电流对电网提供支撑,同时保证GFL根据电网导则注入电流,有效防止两个变流器的过电流和功角失稳。最后,通过仿真验证该控制策略的正确性和有效性。

基于动态虚拟电抗的虚拟同步机系统有功环电压动态补偿策略

为解决新型电力系统中的虚拟同步机(Virtual synchronous generator,VSG)在电网电压跌落时出现的功角暂态失稳和过电流问题,对采用VSG控制的并网换流器暂态控制策略进行了改进。为降低故障期间有功功率的参考值进而实现VSG的功角暂态稳定控制,根据VSG的功角特性、有功功率参考值与功角稳定性之间的关系,引入电压动态补偿,并利用相图曲线理论分析了控制策略参数选取对暂态稳定的影响。为限制故障发生瞬间和故障切除瞬间的冲击电流、保证故障期间VSG系统的暂态功角稳定、实现故障限流,提出了一种以指数形式变化的虚拟电抗模型,确定了虚拟电抗的投切参数。仿真实验结果验证了改进策略的有效性。