一种改进型虚拟同步发电机控制方法研究

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1、第49卷第11期电力电子技术Vo1．49．No．112015年11月PowerElectronicsNOV．2015一种改进型虚拟同步发电机控制方法研究余洪伟，刘进军，刘增，周思展(西安交通大学，电力设备电气绝缘国家重点实验室，陕西西安710049)摘要：新能源发电系统中，目前的传统并网控制方式很难满足电网要求，基于虚拟同步发电机(VSG)的并网方式成为研究热点。此处提出一种改进型VSG控制方法，具有传统同步发电机组惯性、调频调压等功能，无需锁相环检测电网频率来实现有功功率一频率下垂控制。首先介绍该控制方法的基本原理；然后给出控制参数的设计方法：最后采

2、用仿真及实验对所提的控制方法进行验证，仿真及实验结果表明该方法能有效调节逆变器的输出功率并且与电网保持同步，在不检测电网频率时也能自动跟随电网频率调整有功输出。关键词：新能源发电并网；虚拟同步发电机；调频调压；下垂控制中图分类号：TM3文献标识码：A文章编号：1000—100X(2015)11-0063—03ResearchonanImprovedControlMethodofVirtualSynchronousGeneratorSHEHong-wei，LIUJin-jun，LIUZeng，ZHOUSi—zhan(xi’artJiootong￡e，St

3、ateKeyLaboratoryofElectronicInsulation＆PowerEqu，Xi’an710049，China)Abstract：Innewenergygenerationsystems，thetraditionalgridconnectedcontrolmethodisdificulttomeetthegridrequirements．Themethodbasedonvirtualsynchronousgenerator(VSG)hasbecomeahottopic．AnimprovedVSGmethodisproposedwit

4、hconventionalsynchronousgeneratorinertia，frequencymodulationregulatorandotherfune-tions，andnotrequiringaphaselockedloopdetectinggridfrequencytoachieveactivepower—frequencydroopcontro1．Firstly，thebasicprinciplesofthecontrolmethodisintroduced，thenthecontrolmethodparameterdesignpro

5、cessisgiven．Finally，theproposedcontrolmethodisverifiedbysimulationandexperiment．Simulationandexperimentalre—suhsshowthatthemethodcancontroltheoutputpoweroftheinverterandkeepinsynchronouswiththed，andcanautomaticallyadjustsactivepowerfollowinggridfrequencywhilegridfrequencyisnotde

6、tected．Keywords：renewablegeneration；virtualsynchronousgenerator；frequencyandvoltageregulation；droopcontrol1引言2改进型VSG控制方法原理及参数设计以风电、光伏为代表的新能源大规模接入电2．1VSG主电路力系统，其静态出力及动态响应特性与常规同步图1为VSG主电路结构，三相全桥逆变器通发电机组具有显著差异，对电网的供电充裕性和过滤波电感及开关S并网；为直流侧电压运行稳定性产生了较大影响。文献[1—2]提出了值，通常由储能元件及适当的控制策略来维持一

7、个VSG的思想，改进新能源并网逆变器的控制方式。较为恒定的直流侧电压；e，(a，b，C)分别为逆模拟常规同步发电机组的外部惯性及频率电压下变器端口电压及并网电流．用来计算VSG输出的垂控制，但没有模拟同步发电机内部同步及功率有功及无功功率。调节机理。文献[3—4]模拟了同步发电机组的外部及内部特性，但需要检测电网频率。此处提出了一种改进型VSG阻尼及有功功率一频率下垂控制方法，在保持现有VSG控制的惯性、频率及电压调节等功能的基础上，省略了电网频率检测环节，从而简化了控制结构。图1VSG主电路Fig．IMaincircuitofVSG定稿日期：2015

8、—02—062．2改进型VSG控制方法作者简介：余洪伟(1991一)，男，湖南邵阳人，硕士研究