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虚拟同步发电机技术及展望 被引量：348
1
作者 郑天文 陈来军 +1 位作者 陈天一 梅生伟 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2015年第21期165-175,共11页
随着分布式电源渗透率增加,电网将逐步发展为电力电子变换器为主导的低惯量、欠阻尼网络,稳定性问题愈发严重。虚拟同步发电机(VSG)技术因其能使逆变器模拟同步发电机运行机制、有利于改善系统稳定性而成为研究热点,并具有广泛的应用前... 随着分布式电源渗透率增加,电网将逐步发展为电力电子变换器为主导的低惯量、欠阻尼网络,稳定性问题愈发严重。虚拟同步发电机(VSG)技术因其能使逆变器模拟同步发电机运行机制、有利于改善系统稳定性而成为研究热点,并具有广泛的应用前景。首先介绍了VSG的基本原理,然后从运行控制、稳定分析以及典型应用等方面分别综述了VSG技术的关键问题与研究现状,并从中提炼出后续可能的研究方向。 展开更多
关键词 分布式电源 虚拟同步发电机 虚拟惯量 有功—频率调节 无功—电压调节
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高比例电力电子电力系统频率响应的惯量体系研究 被引量：198
2
作者 孙华东 王宝财 +3 位作者 李文锋 杨超 魏巍 赵兵 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第16期5179-5191,共13页
高比例电力电子电力系统中,大规模新能源与直流跨区输电接入替代了原同步电网的部分同步机,系统惯量在特点及形式上发生改变,由此带来的低惯量问题改变了系统频率特性,传统惯量响应体系及分析方法面临挑战。该文从传统同步系统频率响应... 高比例电力电子电力系统中,大规模新能源与直流跨区输电接入替代了原同步电网的部分同步机,系统惯量在特点及形式上发生改变,由此带来的低惯量问题改变了系统频率特性,传统惯量响应体系及分析方法面临挑战。该文从传统同步系统频率响应机理出发,阐述电力电子设备接入对系统频率动态过程的影响。针对高比例电力电子电力系统的复杂惯量响应特性,在充分分析惯量响应阶段影响因素及作用机理基础上,从惯性为抵抗系统频率变化的物理属性出发,对同步发电机惯量的概念进行拓展,提出电力系统广义惯量定义,并从系统层面对不同惯量形式进行梳理并分类,形成系统频率响应的广义惯量响应体系及分析方法。最后,介绍新能源接入对系统惯量进而对系统频率的影响,并对未来电力系统广义惯量水平进行推演,从而为高比例电力电子电力系统频率稳定研究奠定基础。 展开更多
关键词 电力电子 惯量响应 转动惯量 虚拟惯量 电力系统广义惯量 系统频率 惯量评估
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变速风电机组的惯性与一次调频特性分析及综合控制 被引量：179
3
作者 付媛 王毅 +1 位作者 张祥宇 罗应立 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第27期4706-4716,共11页
大规模风电场集中接入电网将导致系统惯性降低,调频能力不足,为解决此问题,提出了变速风电机组的频率综合控制方案。根据变速风电机组调频所需的备用容量,提出风电机组的减载控制方案,并解决惯性与一次调频控制的结合问题。通过分析风... 大规模风电场集中接入电网将导致系统惯性降低,调频能力不足,为解决此问题,提出了变速风电机组的频率综合控制方案。根据变速风电机组调频所需的备用容量,提出风电机组的减载控制方案,并解决惯性与一次调频控制的结合问题。通过分析风电机组的一次调频特性,利用变桨技术,进一步提出可整定风电机组静调差系数的频率控制策略,并与虚拟惯性控制有机结合,实现风电机组对系统频率的综合控制。通过仿真分析验证了在所提控制方案下,变速风电机组利用其可控的调频能力,不仅能够有效支持系统惯性,减小系统扰动初期频率的变化率,并可按照整定的静态频率特性,提高系统的静态频率稳定性。 展开更多
关键词 风力发电 变速风电机组 最大功率跟踪 虚拟惯量 桨距角 一次调频
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微电网电源的虚拟惯性频率控制策略 被引量：152
4
作者 杜威 姜齐荣 陈蛟瑞 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2011年第23期26-31,36,共7页
针对微电网孤岛运行时配有储能装置的分布式电源,提出了一种虚拟惯性频率控制策略,使微电网电源具有下垂特性的同时,还具有类似于同步发电机转子的惯性。在扰动发生时,该策略能够支撑微电网的频率,从而提高微电网频率的稳定性。以一个2... 针对微电网孤岛运行时配有储能装置的分布式电源,提出了一种虚拟惯性频率控制策略,使微电网电源具有下垂特性的同时,还具有类似于同步发电机转子的惯性。在扰动发生时,该策略能够支撑微电网的频率,从而提高微电网频率的稳定性。以一个2机系统为例,分析了在微电网中采用这种控制策略时可能引起的功率振荡问题,通过优化主电路和控制器参数抑制了这种振荡。PSCAD/EMTDC的仿真结果验证了该控制策略的有效性。 展开更多
关键词 微电网 分布式电源 虚拟惯性 孤岛运行 频率控制 功率振荡
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电力系统变流器构网控制技术的现状与发展趋势 被引量：85
5
作者 许诘翊 刘威 +2 位作者 刘树 常富杰 谢小荣 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2022年第9期3586-3594,共9页
随着新能源和电力电子设备的渗透率增加,电力系统有着惯性减小、系统强度变弱的趋势,稳定性问题愈发严重。构网(grid-forming,GFM)控制技术可以提高变流器的电压、频率支撑能力,增强电力系统稳定性。对构网控制的现状与发展趋势进行了... 随着新能源和电力电子设备的渗透率增加,电力系统有着惯性减小、系统强度变弱的趋势,稳定性问题愈发严重。构网(grid-forming,GFM)控制技术可以提高变流器的电压、频率支撑能力,增强电力系统稳定性。对构网控制的现状与发展趋势进行了综述。首先,比较了构网控制技术与跟网型(grid-following,GFL)控制技术的差异,介绍了4类构网控制策略。然后,分析了构网控制技术在电力系统中的作用,介绍了具体的应用场景。最后,指出了该技术仍面临的挑战及可能的解决思路。 展开更多
关键词 变流器 跟网型(GFL)控制 构网型(GFM)控制 电力系统稳定 下垂控制 虚拟同步发电机 虚拟惯量
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一种新型风电场虚拟惯量协同控制策略 被引量：86
6
作者 陈宇航 王刚 +3 位作者 侍乔明 付立军 蒋文韬 黄河 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2015年第5期27-33,共7页
常规比例—微分(PD)虚拟惯量控制策略可使直驱式风电机组为系统提供频率支撑,但其控制参数和算法固定,在风电场多机并网条件下调频效果欠佳。文中给出了PD虚拟惯量控制方式相关参数的整定方法,分析了不同风速区机组转子动能和变流器容... 常规比例—微分(PD)虚拟惯量控制策略可使直驱式风电机组为系统提供频率支撑,但其控制参数和算法固定,在风电场多机并网条件下调频效果欠佳。文中给出了PD虚拟惯量控制方式相关参数的整定方法,分析了不同风速区机组转子动能和变流器容量对机组调频能力的影响。据此提出了一种考虑机组间调频能力差异的虚拟惯量协同控制策略,该策略引入转子动能评估因子和变流器容量限制因子以体现功率协调。风电场仿真结果表明,该控制策略在充分发挥各机组调频能力的同时避免了系统频率的二次跌落现象,调频效果得到进一步改善。 展开更多
关键词 风电场 直驱式风电机组 虚拟惯量 调频能力 协同控制
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基于虚拟惯量和频率下垂控制的双馈风电机组一次调频策略 被引量：86
7
作者 张冠锋 杨俊友 +2 位作者 孙峰 戈阳阳 邢作霞 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第22期225-232,共8页
针对双馈风电机组(DFIGs)不具备调频控制能力的问题,设计DFIG一次调频控制策略,实现了DFIG参与电网一次调频。研究DFIG功率控制原理和频率响应过程,并考虑虚拟惯量、频率下垂控制对应的响应时间尺度不同,提出基于虚拟惯量和频率下垂控制... 针对双馈风电机组(DFIGs)不具备调频控制能力的问题,设计DFIG一次调频控制策略,实现了DFIG参与电网一次调频。研究DFIG功率控制原理和频率响应过程,并考虑虚拟惯量、频率下垂控制对应的响应时间尺度不同,提出基于虚拟惯量和频率下垂控制的DFIG一次调频策略,增强了DFIG应对频率变化时的暂态和稳态功率调节能力。基于RT-LAB软件搭建了DFIG频率响应控制的半实物仿真平台,仿真与实测结果验证了该方法能够有效提高DFIG电网频率适应性。 展开更多
关键词 双馈风电机组 一次调频 频率响应 虚拟惯量 下垂控制 RT-LAB
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虚拟同步发电机技术在风力发电系统中的应用与展望 被引量：83
8
作者 柴建云 赵杨阳 +1 位作者 孙旭东 耿华 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2018年第9期17-25,68,共10页
随着风电并网容量的不断提升,大量通过电力电子装置并网的风力发电机组使得现有电力系统的转动惯量缺失,造成系统频率稳定性下降等问题愈加严重。虚拟同步发电机技术可通过模拟传统同步发电机的运行特性,提高风机的并网等效惯量和阻尼... 随着风电并网容量的不断提升,大量通过电力电子装置并网的风力发电机组使得现有电力系统的转动惯量缺失,造成系统频率稳定性下降等问题愈加严重。虚拟同步发电机技术可通过模拟传统同步发电机的运行特性,提高风机的并网等效惯量和阻尼系数及电网的风能渗透率。首先,论述了近年来虚拟同步发电机技术在风力发电系统中的研究进展,探讨了风能最大功率点跟踪(MPPT)与频率支撑的协调控制,并揭示了实际转子与虚拟同步转子的能量平衡关系。然后,分析了系统参数设计及其对稳定性的影响,并以主流的全功率型风机和双馈型风机为例,介绍了具体控制方法及其未来在大规模风电场聚合等值研究中的应用前景。最后,总结了当前存在的关键技术问题及可行的解决思路。 展开更多
关键词 虚拟同步发电机 风力发电 虚拟惯量 双馈型风机 全功率型风机
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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 被引量：77
9
作者 陈来军 王任 +2 位作者 郑天文 郭永庆 梅生伟 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第21期5724-5731,6014,共8页
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... 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。 展开更多
关键词 分布式能源 虚拟同步发电机 虚拟惯量 阻尼系数 自适应调节
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改善微电网频率稳定性的分布式逆变电源控制策略 被引量：77
10
作者 孟建辉 石新春 +2 位作者 王毅 付超 李鹏 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第4期70-79,共10页
基于电力电子换流器并网的分布式能源对微电网系统的惯性几乎没有贡献,这将成为分布式能源大规模接入微电网之后面临的新问题。虚拟同步发电机控制策略作为一种能够使含储能装置的分布式逆变电源具有虚拟惯性的方法,对改善微电网系统频... 基于电力电子换流器并网的分布式能源对微电网系统的惯性几乎没有贡献,这将成为分布式能源大规模接入微电网之后面临的新问题。虚拟同步发电机控制策略作为一种能够使含储能装置的分布式逆变电源具有虚拟惯性的方法,对改善微电网系统频率的稳定性具有重要作用。在理论推导及分析虚拟同步发电机控制与微电网关系的基础上,提出了一种改善微电网频率稳定性的分布式逆变电源虚拟同步发电机整体控制策略,将同步发电机的转子运动方程、一次调频特性及无功调节延迟特性引入到逆变电源的上层控制中,底层控制则根据同步发电机的并网矢量关系得到。最后,搭建了简单微电网系统的Matlab/Simulink仿真模型及物理实验平台,通过仿真和实验充分验证了所提虚拟同步发电机控制方法对微电网频率稳定性的支持作用。 展开更多
关键词 分布式逆变电源 微电网 虚拟惯性 频率支持 频率稳定性
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风储直流微网虚拟惯性控制技术 被引量：68
11
作者 朱晓荣 蔡杰 +2 位作者 王毅 冯亚东 胡仙来 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第1期49-58,共10页
针对传统直流微网惯性低而导致直流电压质量变差的问题,提出风储直流微网的虚拟惯性控制策略。该控制策略将直流母线电压与大电网瞬时功率调节、蓄电池下垂系数调节以及风电机组转速调节联系在一起,使得各变流器在系统受到扰动时在各自... 针对传统直流微网惯性低而导致直流电压质量变差的问题,提出风储直流微网的虚拟惯性控制策略。该控制策略将直流母线电压与大电网瞬时功率调节、蓄电池下垂系数调节以及风电机组转速调节联系在一起,使得各变流器在系统受到扰动时在各自直流侧虚拟出较大的电容值,以提高整个系统的惯性。另外,针对风电机组虚拟惯性控制的不足,提出直流微网协调虚拟惯性控制策略,协调控制大电网、蓄电池以及风电机组,在系统受到扰动时让大电网以及蓄电池提供的惯量由暂态电压的低频分量决定,风电机组提供的惯量由暂态电压的高频部分决定。在Matlab/Simulink中搭建风储直流微网模型并进行时域仿真,算例结果验证了该控制策略不管在直流微网并网运行或者离网运行的情况下,均能够改善系统暂态响应,提高直流母线电压的电压质量。 展开更多
关键词 风储直流微网 虚拟惯性 暂态电压 惯性协调 电压质量
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高比例新能源电力系统的惯量控制技术与惯量需求评估综述 被引量：63
12
作者 刘中建 周明 +2 位作者 李昭辉 武昭原 李庚银 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2021年第12期1-11,53,共12页
电力行业低碳发展的要求催生了以风光为代表的新能源发电的快速发展。风光发电通过逆变器并网,不具有同步发电机的惯性,导致高比例风光发电的接入降低了系统的惯量水平,且其出力的大幅波动和不确定性,都给系统频率安全带来了新问题。为... 电力行业低碳发展的要求催生了以风光为代表的新能源发电的快速发展。风光发电通过逆变器并网,不具有同步发电机的惯性,导致高比例风光发电的接入降低了系统的惯量水平,且其出力的大幅波动和不确定性,都给系统频率安全带来了新问题。为此,对高比例新能源电力系统的惯量控制技术和惯量需求评估问题开展综述研究。从惯量的定义出发,分析惯量与频率变化的关系,明确了惯性响应与频率响应的区别及联系。针对基于逆变器并网的虚拟惯量技术,按照控制模型的外特性进行区分,给出了虚拟同步机的控制原理,并总结了虚拟同步发电机技术在风电与光伏方面的应用。高比例新能源的接入从系统层面对惯量水平及分布提出了新需求,因此,选取澳大利亚、爱尔兰与北美地区3个代表性地区的电力系统惯量需求评价指标及评估方法进行了对比。最后,从发展虚拟惯量技术、提出惯量需求评估指标及标准、提高惯量监测能力、合理配置惯性装置以及将惯性服务市场化这5个方面对我国新能源电力系统惯量问题提出了建议。 展开更多
关键词 低碳 高比例新能源电力系统 惯性 频率安全 虚拟惯量 惯量需求 惯性服务
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电力系统惯量评估研究框架与展望 被引量：62
13
作者 张武其 文云峰 +2 位作者 迟方德 王康 李立 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第20期6842-6855,共14页
随着越来越多常规电源被非同步电源替代,电力系统惯量水平持续降低,削弱了系统在有功冲击下的惯量支撑和频率调节能力,稳定运行面临严峻挑战。惯量评估已成为当前的热点研究问题,众多国内外研究机构已取得相关研究进展。然而,目前电网... 随着越来越多常规电源被非同步电源替代,电力系统惯量水平持续降低,削弱了系统在有功冲击下的惯量支撑和频率调节能力,稳定运行面临严峻挑战。惯量评估已成为当前的热点研究问题,众多国内外研究机构已取得相关研究进展。然而,目前电网规划和调度运行人员仍缺乏对系统惯量特性及其变化态势的准确感知。为更好认识惯量评估方法在低惯量电力系统中的定位、作用与挑战,该文对该领域的国内外研究现状进行全面述评与展望。首先,阐述电力系统惯量的含义及组成,分析惯量时空分布特性及其对系统功角与频率稳定性的影响机理;进而,给出惯量评估问题的总体研究框架,依据时间尺度原则,将惯量评估方法划分为离线评估、在线估计以及趋势预测,并分类进行阐述;最后,展望电力系统惯量评估领域未来需深入研究的方向。 展开更多
关键词 低惯量电力系统 惯量评估 转动惯量 虚拟惯量 惯量预测
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基于变下垂系数的直流配电网自适应虚拟惯性控制 被引量：65
14
作者 王毅 黑阳 +1 位作者 付媛 施凯伦 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2017年第8期116-124,共9页
直流配电网采用电压下垂控制具有较好的稳定性,但对高频随机功率波动的调节能力较差。文中研究了适用于直流配电网电压下垂控制的虚拟惯性控制方法,以兼顾调压器的快速性和稳定性,改善直流配电网电压质量。所述控制策略在功率波动瞬间... 直流配电网采用电压下垂控制具有较好的稳定性,但对高频随机功率波动的调节能力较差。文中研究了适用于直流配电网电压下垂控制的虚拟惯性控制方法,以兼顾调压器的快速性和稳定性,改善直流配电网电压质量。所述控制策略在功率波动瞬间通过调压器下垂特性曲线的摆动,快速释放或吸收能量,相当于在直流侧虚拟出比实际电容大得多的虚拟电容,提高了系统惯性,有效抑制了直流电压波动。同时,理论分析了在不同运行情况下该控制策略所能提供的具体的虚拟惯性裕度,在此范围内根据电压大小自适应地调节下垂系数,提供大小可变的惯性支持,从而使系统获得最佳动态响应。最后,在MATLAB/Simulink中搭建了四端风储直流配电网系统并进行仿真验证,结果表明所述控制策略能够起到改善系统暂态响应、提高直流母线电压质量,以及平滑与交流主网交换功率的作用。 展开更多
关键词 直流配电网 虚拟惯性 下垂控制 蓄电池储能 电能质量
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风力发电对系统频率影响及虚拟惯量综合控制 被引量：64
15
作者 李少林 王伟胜 +3 位作者 张兴 秦世耀 谢震 王瑞明 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2019年第15期64-70,共7页
针对大规模风电接入引起系统等效转动惯量下降、系统频率稳定风险上升的问题,在分析电力系统调频过程与风电常规虚拟惯量调频的基础上,建立了含风电的电力系统频率动态响应模型,研究了风电及调频参数对系统频率动态特性的影响及变化规... 针对大规模风电接入引起系统等效转动惯量下降、系统频率稳定风险上升的问题,在分析电力系统调频过程与风电常规虚拟惯量调频的基础上,建立了含风电的电力系统频率动态响应模型,研究了风电及调频参数对系统频率动态特性的影响及变化规律。提出了基于选择函数的风电机组新型虚拟惯量综合控制方法,利用有限风电机组转子动能,有效增加了系统等效转动惯量,同时避免了传统控制所造成的功率二次跌落。在MATLAB/Simulink中建立了系统仿真模型,仿真验证了控制策略有效性及对频率动态特性的改善作用。 展开更多
关键词 风力发电 等效转动惯量 转子动能 虚拟惯量 综合控制
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高渗透率下变速风力机组虚拟惯性控制的研究 被引量：58
16
作者 周天沛 孙伟 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第2期486-495,共10页
由于双馈感应发电机的电力电子变换器将风机转速和电网频率进行了解耦,导致其对电力系统的惯性控制几乎没有任何贡献。随着风电场在电网中的渗透率的不断提高,这种电网频率的波动会越来越明显。为了能够将"隐藏"在双馈感应发... 由于双馈感应发电机的电力电子变换器将风机转速和电网频率进行了解耦,导致其对电力系统的惯性控制几乎没有任何贡献。随着风电场在电网中的渗透率的不断提高,这种电网频率的波动会越来越明显。为了能够将"隐藏"在双馈感应发电机中的惯性进行有效的利用,将双馈感应发电机的旋转质量块和并联在转子侧变换器和电网侧变换器之间的超级电容器同时作为虚拟惯性源,并采用自适应模糊控制策略来进行控制。通过在实时仿真平台RT-LAB上对不同比例的风电装机容量的电力系统进行实验分析。与其他控制方法进行对比发现,当系统负荷突然发生变化后,所提出的混合虚拟惯性控制法能够迅速地提供有功功率支持,并能在频率误差减少后很快地恢复到MPPT状态。 展开更多
关键词 虚拟惯性 双馈感应发电机 高渗透率 自适应模糊控制 旋转质量块 超级电容器 风场
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基于超级电容储能控制的双馈风电机组惯量与一次调频策略 被引量：54
17
作者 颜湘武 崔森 +2 位作者 宋子君 孙雪薇 孙颖 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2020年第14期111-120,共10页
双馈感应发电机在最大功率点跟踪控制下,发电机的输出功率难以响应电网频率波动,常规超速减载控制虽然可保留部分有功备用参与系统调频,但存在风电机组发电效益降低、转速调节范围减小及桨距角控制启动频繁等问题。为此,文中结合双馈感... 双馈感应发电机在最大功率点跟踪控制下,发电机的输出功率难以响应电网频率波动,常规超速减载控制虽然可保留部分有功备用参与系统调频,但存在风电机组发电效益降低、转速调节范围减小及桨距角控制启动频繁等问题。为此,文中结合双馈感应发电机网侧变流器的控制特性,提出了基于超级电容储能控制的双馈风电机组惯量与一次调频策略。其中,虚拟惯量调节和一次频率调节都由超级电容控制实现,无须改变或增加风电机组额外附加控制,提高了单台风电机组的自稳性和抗扰性;根据实际超级电容模组的成本和充放电效率对储能单元容量进行优化配置。通过对比预留备用一次调频方案的经济性,表明所提方案具有较强的经济优势。最后,通过仿真实验表明其惯量支撑和一次频率调节能力及发电效益相较于常规一次频率控制具有明显提高。 展开更多
关键词 风电机组 虚拟惯量 超级电容 预留备用 一次频率调节
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含虚拟惯量的电力系统频率响应特性定量分析方法 被引量：51
18
作者 黄林彬 辛焕海 +2 位作者 黄伟 杨欢 汪震 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2018年第8期31-38,共8页
虚拟同步机可以使并网逆变器具有类似于同步发电机的外特性,从而使逆变器参与频率调节并为电力系统增加虚拟惯量。但目前,对于含虚拟惯量的电力系统的频率响应特性缺少定量的刻画指标,难以从理论上指导大规模电力电子设备接入时虚拟惯... 虚拟同步机可以使并网逆变器具有类似于同步发电机的外特性,从而使逆变器参与频率调节并为电力系统增加虚拟惯量。但目前,对于含虚拟惯量的电力系统的频率响应特性缺少定量的刻画指标,难以从理论上指导大规模电力电子设备接入时虚拟惯量的优化配置,也无法从理论上刻画虚拟惯量的加入对于电力系统频率响应特性的影响。针对这一问题,提出以系统相位扰动到频率输出的闭环传递函数(或传递函数矩阵)的H2与H∞范数作为描述系统频率响应特性的指标,从而定量刻画虚拟惯量的加入对系统频率的扰动抑制能力的影响。在此基础上,分析了同步发电机和虚拟同步机的频率响应特性,并进一步结合频率响应的时域波形验证该指标的有效性。 展开更多
关键词 虚拟同步机 虚拟惯量 频率响应 逆变器
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考虑储能自适应调节的双馈感应发电机一次调频控制策略 被引量：50
19
作者 颜湘武 崔森 常文斐 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第5期1027-1039,共13页
双馈感应发电机在常规超速减载控制下虽然可保留部分有功备用参与系统调频,但存在风电机组发电效益降低、转速调节范围减小及桨距角控制起动频繁等问题。为此,该文结合双馈风电机组网侧变流器的控制特性,提出计及超级电容储能荷电状态(S... 双馈感应发电机在常规超速减载控制下虽然可保留部分有功备用参与系统调频,但存在风电机组发电效益降低、转速调节范围减小及桨距角控制起动频繁等问题。为此,该文结合双馈风电机组网侧变流器的控制特性,提出计及超级电容储能荷电状态(SOC)控制的双馈感应发电机的惯量与一次调频自适应控制策略。在维持储能SOC的基础上结合惯性与下垂控制优势,提出可随频率偏差值和频率偏差变化率变化而自动调整两种调频控制参与调频的比例系数模型,实现两种调频模式的平滑切换,提升一次频率调节效果,提高单台风电机组的致稳性和抗扰性。最后通过仿真实验表明双馈感应发电机的惯量支撑和一次频率调节能力及发电效益较常规一次频率控制具有明显提高,为双馈感应发电机的改造升级提供了新思路。 展开更多
关键词 双馈感应发电机 虚拟惯量 超级电容器 一次调节 自适应控制
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基于超前滞后环节虚拟惯性的VSG控制策略 被引量：49
20
作者 徐海珍 张兴 +4 位作者 刘芳 毛福斌 石荣亮 余畅舟 余勇 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第7期1918-1926,共9页
针对现有基于一阶环节虚拟惯性的虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)并网PQ控制系统,其VSG功率控制稳态和动态特性的调节存在矛盾,即若减小VSG功率超调,则会导致功率响应减慢和稳态误差增大,为此提出基于超前滞后环节... 针对现有基于一阶环节虚拟惯性的虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)并网PQ控制系统,其VSG功率控制稳态和动态特性的调节存在矛盾,即若减小VSG功率超调,则会导致功率响应减慢和稳态误差增大,为此提出基于超前滞后环节虚拟惯性的VSG控制策略,该控制策略在原有一阶惯性环节基础上,增加一个超前环节,形成超前滞后惯性环节。通过调节超前环节系数,可改变有功闭环传递函数的零极点位置,在确保功率稳态控制性能的同时,加快了VSG的功率响应速度,增大了系统阻尼,从而有效减小了VSG动态过程中其储能单元的功率冲击。通过仿真和实验验证所提方案的有效性。 展开更多
关键词 虚拟同步电机 虚拟惯性 微网 PQ控制 超前滞后环节
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