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基于参数自适应调节的虚拟同步发电机暂态响应优化控制
  • ISSN号:0258-8013
  • 期刊名称:《中国电机工程学报》
  • 时间:0
  • 分类:TM312[电气工程—电机]
  • 作者机构:[1]电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室(清华大学电机系),北京市海淀区100084, [2]青海省清洁能源高效利用重点实验室(青海大学新能源光伏产业研究中心),青海省西宁市810016
  • 相关基金:国家自然科学基金创新研究群体项目(51321005);国家自然科学基金地区科学基金项目(51567021); 清华大学自主科研计划(20151080416)
中文摘要:

虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)因能模拟同步发电机的运行机制,受到新能源发电领域的广泛关注。针对分布式能源出力变化引起系统频率和功率波动甚至越限的问题,该文在分析暂态过程中各物理量变化情况的基础上,充分利用VSG虚拟惯量和阻尼系数灵活可调的优势,建立了以暂态响应时间最短为目标,以频率及其变化率不超过设定值为约束并考虑系统平衡点边界条件的优化模型。进一步,提出了该模型的求解方法并据此设计了虚拟惯量和阻尼系数的自适应调节策略,并分析其稳定性。该策略可有效抑制暂态过程VSG频率和功率的波动,且能显著缩短暂态响应时间。仿真结果验证了所提控制策略的正确性和有效性。

英文摘要:

The virtual synchronous generator(VSG) has attracted wide attention in the field of new energy power generation since it can mimic the mechanism of synchronous generator. However, frequency and active power may fluctuate severely and even exceed their limitation if distributed energy varies seriously. To solve this problem, this paper first investigated the change of physical variables in transient process, and then established the optimal model by taking full advantage of the flexible adjustability of virtual inertia and damped coefficient of VSG. The model aims at minimizing transient response time, with limitation of frequency amplitude and change rate being constraint and system new equilibrium point being boundary condition. In addition, the adaptive adjustment strategy of virtual inertia and damped coefficient was proposed according to the solution of the model, and its stability was analyzed. The strategy can inhibit fluctuation of frequency and active power, and shorten the time of transient response efficiently. The simulation results verify the correctness and effectiveness of the proposed control strategy.

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期刊信息
  • 《中国电机工程学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国电机工程学会
  • 主编:张文涛
  • 地址:北京清河小营东路15号 中国电力科学研究院内
  • 邮编:100192
  • 邮箱:pcsee@epri.sgcc.com.cn
  • 电话:010-82812536 82812534 82812545
  • 国际标准刊号:ISSN:0258-8013
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2107/TM
  • 邮发代号:82-327
  • 获奖情况:
  • 1992年全国优秀科技期刊三等奖,1992年中国科协优秀科技期刊二等奖,1996年中国科协优秀科技期刊二等奖,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,波兰哥白尼索引,德国数学文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:98970