串联制动电阻提高VSG的LVRT能力和功角稳定研究

虚拟同步机发电机(VSG)在短路故障期间存在输出电流幅值骤升和无法支撑并网公共点(PCC)电压等问题,甚至在严重的三相短路故障中可能出现功角失稳。为此,采用串联制动电阻提高VSG的低电压穿越(LVRT)能力及功角稳定性。通过电网电压、电流矢量图阐述串联制动电阻利用自身产生压降限制过电流和抬升PCC电压的原理,根据等面积定则分析了故障期间VSG功角变化特点以及串联制动电阻提高功角稳定的机理。给出了基于电网电压和转子转速的串联制动电阻双重投切判据,利用最大短路电流和线路传输最大功率计算出阻值的取值范围。最后通过仿真验证了串联制动电阻在限流、升压和维持功角稳定等方面的有效性。

电压对称跌落下VSG自适应无功补偿控制策略

虚拟同步机发电机(virtual synchronous generator,VSG)在电网电压对称跌落时逆变器输出电流幅值骤升,并且不能输出无功功率支撑电压。为此,根据无功电流需求推导出VSG在电压故障期间的电压参考指令,在限制电流幅值的同时,使逆变器按照电压跌落深度输出相应的无功功率,实现无功功率的自适应补偿。电压故障结束后VSG由该指令切换成正常工作模式,设计状态跟踪保证无扰切换。仿真结果证明了所提控制策略的有效性。