改善虚拟同步发电机阻尼特性的设计方法

虚拟同步发电机(virtual synchronous generators,VSG)控制基于虚拟同步机制可以增大电力系统等效转动惯量,改善电网稳定性。但是由于虚拟同步发电机模拟传统电机的机电暂态特性,传统电机的动态稳定性问题也因此被引入到虚拟同步发电机中。通过建立虚拟同步发电机的动态模型,发现线路电感会对系统等效产生负阻尼力矩;采用复数力矩系数法,分析得到虚拟励磁调节器同样会在控制回路中等效叠加阻尼力矩,存在功率振荡的风险。为改善系统阻尼特性,采用虚拟阻抗控制策略改善电感等效阻尼;并提出一种虚拟电力系统稳定装置(power system stabilizer,PSS)设计方法,可以实现虚拟励磁等效力矩的补偿。最后,通过搭建仿真平台,验证虚拟同步发电机中存在的负阻尼特性以及补偿设计方法的有效性。

基于虚拟同步机运行模式的平滑算法

为降低光伏出力与电网负荷快速波动对储能系统产生的不利影响,提出将平滑算法引入虚拟同步机控制技术中。首先通过建立考虑平滑环节的小信号模型,验证平滑算法对储能系统功率变化率的影响,并推导出储能系统物理约束与平滑算法的关系式;进一步探究系统提供不同无功功率时的输出特性,分析得到平滑算法对系统提供无功功率能力的影响。理论推导与仿真验证表明:平滑算法的加入不仅可以降低储能系统的功率变化率,经过合理设计滤波器还可以平抑系统波动,缩短系统的动态响应时间;然而平滑单元的引入也会提高对储能系统的容量需求,当储能容量一定时,也会引起可输出无功功率范围的缩小。

悬臂梁式压电振动能量俘获装置输出功率分析与建模

文章通过理论分析,从悬臂梁式压电振动能量俘获装置常见结构的等效电路出发,结合俘能装置的结构参数以及电气参数等特性,总结推导出了该装置输出电压的近似公式,以及低阻值负载情况下恒流源的等效输出模型,也由此推出了多装置并联拓扑结构的输出电压公式。并基于该理论分析,利用Matlab对悬臂梁式压电振动能量俘获装置进行仿真,仿真结果验证了这些近似公式的正确性。

考虑等效电磁损耗电阻偏移的永磁同步电机直流信号注入在线参数辨识方法

在实际运行过程中,永磁同步电机的电气参数将受到温度、磁饱和等诸多物理因素的影响而发生偏移,进而影响到效率最优控制、电流解耦控制等优化算法的运行效果。因此,为实现高性能电机控制,永磁同步电机的多电气参数在线辨识显得尤为重要。然而,现有参数辨识方法并未考虑铁磁损耗的影响,更未关注铁磁损耗随电流的偏移情况,所以在辨识精度上仍存在提升空间。对此,该文综合考虑铁磁损耗、铜损,将其集总为电磁损耗,并基于串联电磁损耗电阻模型,提出一种考虑等效电磁损耗电阻偏移的永磁同步电机直流信号注入在线参数辨识方法。该方法首先提出等效电磁损耗电阻随电流偏移的电机模型;其次由此设计同时考虑磁饱和、等效电磁损耗电阻偏移的直流信号注入在线参数辨识方法;由于待求解方程组较多,采用最小方均算法进行参数求解;最后通过实验测试所提方法的准确性,测试结果表明,与正弦信号注入法、传统直流信号注入法相比,所提方法的参数精度有所提升。