基于虚拟同步电机原理微网逆变器控制与其仿真分析

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1、第26卷第2期电力科学与技术学报V01．26NO．22011年6月JoURNALoFEIlTRICPOWERSCIENCEANDTECHNOLOGYJun．2011基于虚拟同步电机原理的微，网逆变器控制及其仿真分析彭铖，刘建华，潘莉丽(长沙理工大学电气与信息工程学院。湖南长沙410004)摘要：基于微电网逆变器的数学模型与同步电机数学模型的相似性，建立三相电压型逆变器的虚拟同步电机模型．分析虚拟感应电势的作用，提出将虚拟调速系统和虚拟励磁系统应用到微电网逆变器的控制策略，给出系统参数设计原理和仿真模型结构．采用该控制策略的逆变微电源具有调压调频和功率控制的2

2、种功能，能分别适用于微电网的孤岛运行和联网运行工作模式．仿真分析结果验证了该控制策略的有效性．关键词：微电网逆变器；虚拟同步电机；虚拟调速系统；虚拟励磁系统中图分类号：TM743文献标识码：A文章编号：16739140(2011)02—0084—05MicrogridinvertercontrolbasedonvirtualsynchronousgeneratorprincipleanditssimulationanalysisPENGCheng，LIUJian—hua，PANLi—li(SchoolofElectricalandInformationEng

3、ineering，ChangshaUniversityofScienceandTechnology，Changsha410004，China)Abstract：Basedonthesimilaritybetweenmathematicalmodelsofmicrogridvoltagesourceinvert—er(VSI)andsynchronousgenerator，avirtualsynchronousgeneratormodelforthree—phaseVSIisestablishedinthispaper．Thefunctionofvirtual

4、inducedelectromotiveforce(EMF)isanalyzed，andthecontrolstrategythatcanbeappliedinvirtualregulatingsystemandvirtualexcitationsys—terninmicrogridinverterisproposed．Theprincipleforsystemparametersdesignandthesimula—tionmodelstructureare：presented．ThemocrogridinvertersadOptingthecontrol

5、strategyareca—pableofvoltage／frequencyregulationaswellaspowerContro1．Theycanbeusedinbothopera—tionmodelsofislandandconnection．Simulationanalysisresultsveilfythecontrolstrategyeffectiveness．Keywords：microlgridinverter；virtualsynchronousgenerator；virtualregulatingsystem；virtualexcita

6、tionsystem2O世纪末，学者们提出将分布式发电技术与储式微电源负责提供稳定的系统电压、频率和需求的能技术综合在一起，作为传统大电网+的特殊补充形功率．大多数的微电源都是经过交一直一交变流后式，即微型电网(Micro—grid)c卜引．在微电网中，分布接入系统，因此，讨论微电源的控制即集中于对其逆收稿日期：2011—03—18通讯作者：刘建华(1967～)，男，副教授，主要从事电力系统控制及微电网技术的研究；E-mail898137046@qq．corn第26卷第2期彭铖，等：基于虚拟同步电机原理的微网逆变器控制及其仿真分析85变器的控制．利用下垂特性

7、、基于无通信联系韵微电始电压方程极为相似．如果将逆变器电势e等效为源分散控制策略，在微电网复杂化和区域化发展中实际同步电机的内电势(即励磁感应电势E口)，感抗具有良好的优势[4]．文献[5—7]提出的逆变器电压X=oJL等效为同步电机的电枢电抗K，R当作电枢下垂和频率下垂等控制方法中，存在电压和频率的电阻，再想象直流侧当成原动机提供机械能，这就构偏移问题．传统的电压、电流双环解耦控制策略，又成了一台虚拟的同步电机模型(VirtrualSynchronous需要进行矢量旋转置换等复杂的算法，且控制环路Machine，VSM)，其等效示意如图2所示[1引．多，结

8、构复杂，存在参数调节困难等问题[8]．近年来，将同步