基于虚拟惯量和阻尼参数自适应策略的直流微网电压控制研究

含大功率风光储的直流微电网具有“小惯量、弱阻尼”的典型特性,系统受到扰动后,会导致直流母线电压剧烈波动。为此,该文提出一种改进的虚拟惯量和阻尼参数自适应控制策略。首先,在类虚拟同步发电机控制中加入电压补偿环节,消除了控制带来的电压调节静差;然后,使虚拟惯量和阻尼参数自适应响应直流电压变化,并在虚拟惯量的自适应控制中考虑变换器输出功率限制的影响,在平抑电压波动的同时,兼顾了变换器的长期安全运行。为保证控制参数选取的合理性,该文建立了所提控制策略的小信号分析模型,通过绘制根轨迹图分析其主要参数对系统稳定性的影响。最后,通过仿真算例,验证了该改进控制策略的有效性。

基于虚拟同步机控制的光伏发电带负载控制

本研究提出了以光伏电源代替直流电源的虚拟同步机控制策略,前级通过设置BOOST升压电路将光伏电池输出电压升高,经过后级逆变器将直流电转化为交流电带负载运行。BOOST电路采用最大功率点跟踪控制(采用基于电导增量法的MPPT控制),以此获得光伏最大出力使输出保持在最大功率点,从而最大化利用太阳能。仿真结果表明,设计的光伏虚拟同步机可以模拟实际同步发电机的特性,并且相比于下垂控制为系统提供了惯性和阻尼,进一步验证了所提控制策略的有效性。

基于虚拟同步发电机的光储并网发电控制技术

光伏并网功率不断增加,其频率和电压主要由电网提供支撑,但对电网几乎不提供转动惯量。为提高光伏发电系统的稳定性,该文对基于虚拟同步发电机(VSG)的光储并网逆变器控制策略进行了研究。针对光伏发电系统和储能系统独立并入电网的结构特点,建立并网逆变器的VSG数学模型,设计基于一次调频和一次调压的并网有功、无功调节方案,建立VSG的小信号分析模型,对虚拟惯性和阻尼参数对并网功率跟踪的影响进行了分析。最后,在Matlab/Simulink平台上搭建仿真模型,验证VSG控制策略的正确性和有效性。仿真结果表明,该控制策略将惯性和阻尼引入功率控制环中,光储并网发电系统可模拟同步发电机实现一次调频和一次调压。