基于同步发电机模型微网逆变器控制仿真研究

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1、第3O卷第3期电力科学与技术学报Vo1．30NO．32015年9月JOURNALOFEIECTRICPOWERSCIENCEANDTECHNOLOGYSep．2015基于同步发电机模型的微网逆变器控制仿真研究付柳，王莉，余璞(1．西南交通大学磁浮技术与磁浮列车教育部重点实验室，四川成都610031)摘要：以配备储能装置的微网逆变器为研究对象，借鉴同步发电机机组调速及励磁控制原理，设计微网逆变器控制器，将逆变器整定为虚拟同步发电机(VSG)，使其具备功率控制和调压调频的功能。为了能模拟同步发电机的电磁暂态过程，在功率控制环路中添加功

2、率微分补偿环节和励磁电流控制环节，减小负载突变或者模式切换造成的电流冲击。设计VSG在离网、并网以及模式切换时的控制方案，搭建1台10kW的VSG机仿真模型，并验证了控制策略的正确性。关键词：逆变器；虚拟同步机；微网；调速；励磁调节中图分类号：TM464文献标识码：A文章编号：1673—9140(2015)03—0046—07Simulationresearchonmicro—gridinvertercontrolbasedonsynchronousgeneratormodelFULiu，WANGIi，YUPu(1．KeyLabo

3、ratoryofMagneticSuspensionTechnologyandMaglevVehicle，SouthwestJiaotongUniversity，Chengdu610031，China)Abstract：Themicro—gridinverterequippedwithenergystoragedevicewasresearchedinthispa—per．Accordingtothespeedregulationandexcitationcontroltheoryofsynchronousgenerator，th

4、econtrollerofmicro—gridinverterwasdesigned．Themicro—gridinverterwasturnedintoavir—tua1synchronousgenerator(VSG)，whichhadtheabilityofpowercontro1andthefunctionoffre—quencymodulationandvoltageregulation．Inordertofullyreflecttheelectromagnetictransientprocess0{synchronou

5、sgenerator，thepowerdifferentialcompensationandexcitationcurrentcontrolunitswereaddedtoreducetheimpactsofcurrentcausedbytheloadmutationormodeswitching．Thecontrolschemesofthevirtualsynchronousgeneratorislanding，connectingtothegridandmodeswitchingwerealsodesigned．A10kV·A

6、virtualsynchronousmachinesimulationmodelwassetuptoverifythevalidityofthecontrolstrategy．Keywords：inverter；virtualsynchronousgenerator(VSG)；micro—grid；speedregulation；excita—tioncontrol1er收稿日期：2015—02～12通讯作者：付柳(1989)，女，硕士研究生，主要从事分布式发电并网控制的研究；E-mail：1043346182@qq．com第3O

7、卷第3期付柳，等：基于同步发电机模型的微网逆变器控制仿真研究47目前，传统电网依然是主要的供电渠道，并随着L，它们之间的互感为一M(M>0，一般取0．5L)，电力需求的不断增加也正在飞速发展。然而，集中转子绕组可以看做电感值为L、内阻为R的集中式大电网存在许多弊端：成本高、运行难度大、难以式线圈，转子绕组和三相定子线圈之间的互感M满足用户越来越高的安全性和可靠性要求口]。为了M和M随转子电角度0变化，三相定子绕组电流解决这些问题，许多国家开始研究发展分布式电源为i一[i，i]，磁通量为一[，b，]。(DistributedGene

8、ration)来加强电网安全性。分布对于极对数p===1的隐极式同步电机，其频率式发电有很多优点：污染少、能源利用率高；安装地一，转动惯量为，，机械转矩为T，电磁转矩为点灵活、可以节约资源、减少线路损耗；可以减少电T，阻尼系数为D，系统激磁电动势为