CN108418246B - 用于对虚拟同步机并网时的环流进行抑制的方法及系统 - Google Patents

用于对虚拟同步机并网时的环流进行抑制的方法及系统 Download PDF

Info

Publication number
CN108418246B
CN108418246B CN201810235692.6A CN201810235692A CN108418246B CN 108418246 B CN108418246 B CN 108418246B CN 201810235692 A CN201810235692 A CN 201810235692A CN 108418246 B CN108418246 B CN 108418246B
Authority
CN
China
Prior art keywords
impedance
virtual
inverter
output
inverters
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201810235692.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108418246A (zh
Inventor
唐酿
盛超
陈晓科
黄辉
黄明欣
陈迅
赵兵
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Electric Power Research Institute of Guangdong Power Grid Co Ltd
Original Assignee
Electric Power Research Institute of Guangdong Power Grid Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Electric Power Research Institute of Guangdong Power Grid Co Ltd filed Critical Electric Power Research Institute of Guangdong Power Grid Co Ltd
Priority to CN201810235692.6A priority Critical patent/CN108418246B/zh
Publication of CN108418246A publication Critical patent/CN108418246A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108418246B publication Critical patent/CN108418246B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/381—Dispersed generators
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/46—Controlling of the sharing of output between the generators, converters, or transformers
    • H02J3/48—Controlling the sharing of the in-phase component
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/46—Controlling of the sharing of output between the generators, converters, or transformers
    • H02J3/50—Controlling the sharing of the out-of-phase component
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2203/00—Indexing scheme relating to details of circuit arrangements for AC mains or AC distribution networks
    • H02J2203/20—Simulating, e g planning, reliability check, modelling or computer assisted design [CAD]
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/388—Islanding, i.e. disconnection of local power supply from the network

Abstract

本发明公开了一种用于对虚拟同步机并网时的环流进行抑制的方法，其特征在于，设置双机并联模式，在逆变器双闭环控制中引入虚拟阻抗抑制环流，具体包括：在无功控制中添加同步发电机固有的励磁环节，增加积分项，通过无功下垂系数控制每个逆变器的输出无功；在对虚拟同步发电机控制时，模拟同步发电机的调频特性和转动惯量，通过有功下垂系数和阻尼系数控制控制每个逆变器的输出有功；设置两台逆变器并联，通过控制每个逆变器的输出有功和输出无功控制逆变器的输出电流为预设比例；通过虚拟阻抗控制策略控制线路阻抗为预设比例的倒数，使两台逆变器的线路压降一致，对虚拟同步机并网时的环流进行抑制。

Description

用于对虚拟同步机并网时的环流进行抑制的方法及系统
技术领域
本发明涉及计量校准领域，并且更具体地，涉及一种用于对虚拟同步机并网时的环流进行抑制的方法及系统。
背景技术
并网时，逆变器输出功率(电流)可控，因此所谓的环流主要体现在逆变器孤岛运行中。并联逆变器孤岛运行方式如图1所示。逆变器的输出电流共分为两个部分，一个是负荷电流，另一个即是逆变器之间的环流。而由环流分量可知，当两台逆变器的输出电压幅值与相位相同时，环流分量为0。环流影响因素：
第i台逆变器输出的功率分别为：
Figure BDA0001603916900000011
Figure BDA0001603916900000012
由于逆变器的控制要用到下垂控制，即：
Figure BDA0001603916900000013
wi为第i台逆变器出口频率，Ei为第i台逆变器出口电压；w*为空载频率(两台逆变器一直)，E*为空载电压(两台逆变器一一致)，mi、ni 为第i台逆变器的有功、无功下垂系数；Pi、Qi为第i台逆变器输出有功、无功；Pi*、Qi*为第i台逆变器的参考有功、无功。孤岛模式是，逆变器输出功率由负荷决定，P*、Q*无效，等于0，即：
Figure BDA0001603916900000021
对功率公式进行简化，即认为θ≈0，cosθ≈1，s inθ≈θ；r≈0。原功率公式可化简为：
Figure BDA0001603916900000022
由上述两式得到：
Figure BDA0001603916900000023
可知，稳态时无功与阻抗相关，无法通过下垂控制器单独控制，间接导致两台逆变器端口电压幅值一般不相等。即E1≠E2。所以抑制环流，首先应该解锁无功输出与线路阻抗的耦合关系。
发明内容
本发明提供了一种用于对虚拟同步机并网时的环流进行抑制的方法及系统，以解决如何对虚拟同步机并网时的环流进行抑制的问题。
为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，提供了一种用于对虚拟同步机并网时的环流进行抑制的方法，其特征在于，设置双机并联模式，在逆变器双闭环控制中引入虚拟阻抗抑制环流，具体包括：
在无功控制中添加同步发电机固有的励磁环节，增加积分项，通过无功下垂系数控制每个逆变器的输出无功；
在对虚拟同步发电机控制时，模拟同步发电机的调频特性和转动惯量，通过有功下垂系数和阻尼系数控制控制每个逆变器的输出有功；
设置两台逆变器并联，通过控制每个逆变器的输出有功和输出无功控制逆变器的输出电流为预设比例；
通过虚拟阻抗控制策略控制线路阻抗为预设比例的倒数，使两台逆变器的线路压降一致，对虚拟同步机并网时的环流进行抑制。
优选地，其中在双机并联模式下进行环流抑制，在线路阻抗不同时，产生的无功环流能够通过调整虚拟阻抗的数值和比率抑制，实现无功功率的重新分配。
优选地，其中两台逆变器的并联情况为等容量并联和不等容量并联，
等容量并联时，两台逆变器的参数信息和线路阻抗相同，其中，所述参数包括：下垂系数、阻尼系数和惯性时间常数；
不等容量并联时，两台逆变器的参数信息或线路阻抗存在差异。
优选地，其中引入虚拟阻抗后线路上的输出阻抗为纯感性，通过引入所述虚拟阻抗对逆变器的输出阻抗进行重塑实现有功无功的解耦。
优选地，其中所述虚拟阻抗为虚拟电感或者虚拟负电阻。
优选地，其中当引入的虚拟阻抗为虚拟电感时，通过电压差对逆变器的实际出口的无功功率进行控制。
优选地，其中当引入的虚拟阻抗为虚拟负电阻时，通过电压差对逆变器的实际出口的有功功率进行控制。
优选地，其中所述方法还包括：
在电力仿真软件中搭建双机并联仿真模型，两台逆变器并联带负荷工作，逆变器出口处的阻抗是线路阻抗的表征，通过调整该阻抗的数值，能够模拟不同接入距离的逆变器，模拟环流的形成，并对环流抑制的方法进行验证。
根据本发明的另一个方面，提供了一种用于对虚拟同步机并网时的环流进行抑制的系统，其特征在于，包括：
输出无功控制单元，用于在无功控制中添加同步发电机固有的励磁环节，增加积分项，通过无功下垂系数控制每个逆变器的输出无功；
输出有功控制单元，用于在对虚拟同步发电机控制时，模拟同步发电机的调频特性和转动惯量，通过有功下垂系数和阻尼系数控制控制每个逆变器的输出有功；
输出电流控制单元，用于设置两台逆变器并联，通过控制每个逆变器的输出有功和输出无功控制逆变器的输出电流为预设比例；
环流抑制单元，用于通过虚拟阻抗控制策略控制线路阻抗为预设比例的倒数，使两台逆变器的线路压降一致，对虚拟同步机并网时的环流进行抑制。
优选地，其中在双机并联模式下进行环流抑制，在线路阻抗不同时，产生的无功环流能够通过调整虚拟阻抗的数值和比率抑制，实现无功功率的重新分配。
优选地，其中两台逆变器的并联情况为等容量并联和不等容量并联，
等容量并联时，两台逆变器的参数信息和线路阻抗相同，其中，所述参数包括：下垂系数、阻尼系数和惯性时间常数；
不等容量并联时，两台逆变器的参数信息或线路阻抗存在差异。
优选地，其中引入虚拟阻抗后线路上的输出阻抗为纯感性，通过引入所述虚拟阻抗对逆变器的输出阻抗进行重塑实现有功无功的解耦。
优选地，其中所述虚拟阻抗为虚拟电感或者虚拟负电阻。
优选地，其中当引入的虚拟阻抗为虚拟电感时，通过电压差对逆变器的实际出口的无功功率进行控制。
优选地，其中当引入的虚拟阻抗为虚拟负电阻时，通过电压差对逆变器的实际出口的有功功率进行控制。
优选地，其中所述系统还包括：
仿真验证单元，用于在电力仿真软件中搭建双机并联仿真模型，两台逆变器并联带负荷工作，逆变器出口处的阻抗是线路阻抗的表征，通过调整该阻抗的数值，能够模拟不同接入距离的逆变器，模拟环流的形成，并对环流抑制的系统进行验证。
本发明提供了一种用于对虚拟同步机并网时的环流进行抑制的方法及系统，当在逆变器的控制中模拟了同步发电机的励磁控制时，通过无功下垂系数、有功下垂系数和阻尼系数来控制输出的有功和无功，即可以控制逆变器的输出电流。两个逆变器并联，通过控制其输出电流为k:1。当通过虚拟阻抗等控制策略使得线路阻抗为1:k时，可以使得两台逆变器的线路压降一致，结果可使逆变器出口电压一致，从而抑制了环流。
附图说明
通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本发明的示例性实施方式：
图1为孤岛模式逆变器并联运行示意图；
图2为根据本发明实施方式的用于对虚拟同步机并网时的环流进行抑制的方法200的流程图；
图3为根据本发明实施方式的逆变器参数全等时的功率分配及频率曲线图；
图4为根据本发明实施方式的逆变器的下垂系数不同时的功率分配及频率曲线图；
图5为根据本发明实施方式的惯性时间常数不同时的功率曲线；
图6为根据本发明实施方式的阻尼系数不同时的功率曲线；以及
图7为根据本发明实施方式的用于对虚拟同步机并网时的环流进行抑制的系统700的结构示意图。
具体实施方式
现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。
除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
图2为根据本发明实施方式的用于对虚拟同步机并网时的环流进行抑制的方法200的流程图。本发明的实施方式提供了一种用于对虚拟同步机并网时的环流进行抑制的方法，当在逆变器的控制中模拟了同步发电机的励磁控制时，通过无功下垂系数、有功下垂系数和阻尼系数来控制输出的有功和无功，即可以控制逆变器的输出电流。两个逆变器并联，通过控制其输出电流为k:1。当通过虚拟阻抗等控制策略使得线路阻抗为1:k时，可以使得两台逆变器的线路压降一致，结果可使逆变器出口电压一致，从而抑制了环流。如图2所示，本发明的实施方式提供的用于对虚拟同步机并网时的环流进行抑制的方法200设置双机并联模式，在逆变器双闭环控制中引入虚拟阻抗抑制环流，所述方法200从步骤201处开始，在步骤201 在无功控制中添加同步发电机固有的励磁环节，增加积分项，通过无功下垂系数控制每个逆变器的输出无功。
传统下垂控制无功部分只有调压特性，通过研究可知无功控制环由于缺少积分项，所以无法实现环流抑制。因此本发明通过在无功控制中添加传统同步发电机固有的励磁环节，增加积分项，添加了励磁环节的无功控制环。各台逆变器的输出无功仅可通过无功下垂系数来控制。有功采用虚拟同步发电机控制时，仅模拟同步发电机的调频特性和转动惯量。各台逆变器的输出有功可通过有功下垂系数和阻尼系数来控制。综上，当在逆变器的控制中模拟了同步发电机的励磁控制时，可以通过无功下垂系数、有功下垂系数和阻尼系数来控制输出的有功和无功，即可以控制逆变器的输出电流。假设两个逆变器并联，可通过控制其输出电流为k:1。当通过虚拟阻抗等控制策略使得线路阻抗为1:k时，可以使得两台逆变器的线路压降一致，结果可使逆变器出口电压一致，从而抑制了环流。
优选地，在步骤202在对虚拟同步发电机控制时，模拟同步发电机的调频特性和转动惯量，通过有功下垂系数和阻尼系数控制控制每个逆变器的输出有功。
优选地，在步骤203设置两台逆变器并联，通过控制每个逆变器的输出有功和输出无功控制逆变器的输出电流为预设比例。
优选地，其中在双机并联模式下进行环流抑制，在线路阻抗不同时，产生的无功环流能够通过调整虚拟阻抗的数值和比率抑制，实现无功功率的重新分配。
优选地，其中两台逆变器的并联情况为等容量并联和不等容量并联，
等容量并联时，两台逆变器的参数信息和线路阻抗相同，其中，所述参数包括：下垂系数、阻尼系数和惯性时间常数；
不等容量并联时，两台逆变器的参数信息或线路阻抗存在差异。
优选地，在步骤204通过虚拟阻抗控制策略控制线路阻抗为预设比例的倒数，使两台逆变器的线路压降一致，对虚拟同步机并网时的环流进行抑制。
优选地，其中引入虚拟阻抗后线路上的输出阻抗为纯感性，通过引入所述虚拟阻抗对逆变器的输出阻抗进行重塑实现有功无功的解耦。
优选地，其中所述虚拟阻抗为虚拟电感或者虚拟负电阻。
优选地，其中当引入的虚拟阻抗为虚拟电感时，通过电压差对逆变器的实际出口的无功功率进行控制。
优选地，其中当引入的虚拟阻抗为虚拟负电阻时，通过电压差对逆变器的实际出口的有功功率进行控制。
优选地，其中所述方法还包括：
在电力仿真软件中搭建双机并联仿真模型，两台逆变器并联带负荷工作，逆变器出口处的阻抗是线路阻抗的表征，通过调整该阻抗的数值，能够模拟不同接入距离的逆变器，模拟环流的形成，并对环流抑制的方法进行验证。
发明实施方式的并联环流抑制仿真电路在PSCAD中搭建的双机并联仿真模型，两台VSG并联带负荷工作。VSG模块出口处的阻抗是线路阻抗的表征，通过调整该阻抗的数值，能够模拟不同接入距离的VSG，从而模拟环流的形成，并验证环流抑制的算法。模块内部的VSG的结构相同。本发明实施方式的逆变器模块的主电路仿真模型中三相全桥逆变器经LC滤波器模拟同步发电机电抗。仿真模型中各项参数如表1所示。
Figure BDA0001603916900000081
在PSCAD中使用的仿真电路如所示：针对微网系统中的运行工况，逆变器的并联情况可以分为以下几种情况(简化为两台VSG并联进行分析和仿真)：
(1)等容量并联——两台VSG的各项参数(下垂系数、阻尼系数、惯性时间常数)和线路阻抗相同。
(2)不等容量并联——两台VSG的参数或线路阻抗存在差异。
对于以上的几种不同的并联运行工况，通过以下的仿真来验证所提并联环流抑制方法的效果。
(1)等容量、等参数、等线路阻抗并联
图3为根据本发明实施方式的逆变器参数全等时的功率分配及频率曲线图。如图3所示，当两台VSG完全相同时，对于公共连接点处的负荷功率，由两台VSG平均分配，当负荷功率为120kW时，两台VSG各输出60kW 功率，由于采用下垂控制实现一次调频，功率参考值给定大于60kW，所以 PCC点处测得系统频率为50.1HZ，略大于额定频率，可以通过调整功率参考值校正。
(2)等容量、下垂系数不同、线路阻抗相同并联
图4为根据本发明实施方式的逆变器的下垂系数不同时的功率分配及频率曲线图。如图4所示，两台VSG的下垂系数不同时(Dp1： Dp2＝0.01:0.005)，与(1)中相同的120kW负荷会按照下垂系数的反比例分配，即下垂系数小的VSG会按比例分配较少的功率负荷，VSG2输出的功率时VSG1的两倍。
(3)等容量、惯性时间常数不同、线路阻抗相同并联
图5为根据本发明实施方式的惯性时间常数不同时的功率曲线。由于惯性时间常数仅影响VSG的动态响应特性，所以不会对稳态值产生影响，稳态时仍然会均分负荷功率，所以只给出了如图5所示的功率的暂态响应曲线。
(4)等容量、阻尼系数不同、线路阻抗相同并联
图6为根据本发明实施方式的阻尼系数不同时的功率曲线。类似于惯性时间常数的特性，VSG的稳态特性不会受到阻尼系数的影响，所以稳态时仍然会均分负荷功率，这里只给出如图6所示的功率暂态响应曲线。
本发明中的仿真主要从两个方面进行：1)双机并联的容量分配问题2) 双机并联的环流抑制措施。从等容量、不等容量、等参数、不等参数几个方面进行了仿真，关于容量分配能够得到以下的一些结论：(1)两台全等的VSG并联时，均分负荷；(2)阻尼系数、惯性时间常数仅影响VSG的动态过程，不影响稳态时的负荷功率分配结果；(3)等容量并联时，仅有一次调频，下垂系数会影响负荷变动时的功率分配情况，下垂系数的比例决定了负荷及负荷增量的分配比例；(4)不等容量并联时，容量的比例决定功率的分配，容量大的VSG承担更多的负荷。对于线路阻抗不同的情况下，由于线路电感值较小，不会产生很大的相角差值，所以在仿真中调整线路感抗并不会产生明显的有功功率环流；但是改变线路的电阻值，会产生较大的无功环流，通过调整虚拟阻抗的数值，使总阻抗比值相同，可以实现负荷的平均分配。
图7为根据本发明实施方式的用于对虚拟同步机并网时的环流进行抑制的系统的结构示意图。如图7所示，本发明的实施方式提供的用于对虚拟同步机并网时的环流进行抑制的系统700包括：输出无功控制单元701、输出有功控制单元702、输出电流控制单元703和环流抑制单元704。优选地，其中在双机并联模式下进行环流抑制，在线路阻抗不同时，产生的无功环流能够通过调整虚拟阻抗的数值和比率抑制，实现无功功率的重新分配。
优选地，在所述输出无功控制单元701，在无功控制中添加同步发电机固有的励磁环节，增加积分项，通过无功下垂系数控制每个逆变器的输出无功。
优选地，在所述输出有功控制单元702，在对虚拟同步发电机控制时，模拟同步发电机的调频特性和转动惯量，通过有功下垂系数和阻尼系数控制控制每个逆变器的输出有功。
优选地，在所述输出电流控制单元703，设置两台逆变器并联，通过控制每个逆变器的输出有功和输出无功控制逆变器的输出电流为预设比例。优选地，其中两台逆变器的并联情况为等容量并联和不等容量并联，等容量并联时，两台逆变器的参数信息和线路阻抗相同，其中，所述参数包括：下垂系数、阻尼系数和惯性时间常数；不等容量并联时，两台逆变器的参数信息或线路阻抗存在差异。
优选地，在所述环流抑制单元704，通过虚拟阻抗控制策略控制线路阻抗为预设比例的倒数，使两台逆变器的线路压降一致，对虚拟同步机并网时的环流进行抑制。
优选地，其中引入虚拟阻抗后线路上的输出阻抗为纯感性，通过引入所述虚拟阻抗对逆变器的输出阻抗进行重塑实现有功无功的解耦。优选地，其中所述虚拟阻抗为虚拟电感或者虚拟负电阻。优选地，其中当引入的虚拟阻抗为虚拟电感时，通过电压差对逆变器的实际出口的无功功率进行控制。优选地，其中当引入的虚拟阻抗为虚拟负电阻时，通过电压差对逆变器的实际出口的有功功率进行控制。
优选地，其中所述系统还包括：
仿真验证单元，用于在电力仿真软件中搭建双机并联仿真模型，两台逆变器并联带负荷工作，逆变器出口处的阻抗是线路阻抗的表征，通过调整该阻抗的数值，能够模拟不同接入距离的逆变器，模拟环流的形成，并对环流抑制的系统进行验证。
本发明的实施例的用于对虚拟同步机并网时的环流进行抑制的系统 700与本发明的另一个实施例的用于对虚拟同步机并网时的环流进行抑制的系统200相对应，在此不再赘述。
已经通过参考少量实施方式描述了本发明。然而，本领域技术人员所公知的，正如附带的专利权利要求所限定的，除了本发明以上公开的其他的实施例等同地落在本发明的范围内。
通常地，在权利要求中使用的所有术语都根据他们在技术领域的通常含义被解释，除非在其中被另外明确地定义。所有的参考“一个/所述/该[装置、组件等]”都被开放地解释为所述装置、组件等中的至少一个实例，除非另外明确地说明。这里公开的任何方法的步骤都没必要以公开的准确的顺序运行，除非明确地说明。

Claims (6)

1.一种用于对虚拟同步机并网时的环流进行抑制的方法，其特征在于，设置双机并联模式，在逆变器双闭环控制中引入虚拟阻抗抑制环流，具体包括：
在无功控制中添加同步发电机固有的励磁环节，增加积分项，通过无功下垂系数控制每个逆变器的输出无功；
在对虚拟同步发电机控制时，模拟同步发电机的调频特性和转动惯量，通过有功下垂系数和阻尼系数控制控制每个逆变器的输出有功；
设置两台逆变器并联，通过控制每个逆变器的输出有功和输出无功控制逆变器的输出电流为预设比例；
通过虚拟阻抗控制策略控制线路阻抗为预设比例的倒数，使两台逆变器的线路压降一致，对虚拟同步机并网时的环流进行抑制；
当引入虚拟阻抗后线路上的输出阻抗为纯感性，通过引入所述虚拟阻抗对逆变器的输出阻抗进行重塑实现有功无功的解耦；
所述虚拟阻抗为虚拟电感或者虚拟负电阻；
当引入的虚拟阻抗为虚拟电感时，通过电压差对逆变器的实际出口的无功功率进行控制；
当引入的虚拟阻抗为虚拟负电阻时，通过电压差对逆变器的实际出口的有功功率进行控制；
在双机并联模式下进行环流抑制，在线路阻抗不同时，产生的无功环流能够通过调整虚拟阻抗的数值和比率抑制，实现无功功率的重新分配。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，两台逆变器的并联情况为等容量并联和不等容量并联，
等容量并联时，两台逆变器的参数信息和线路阻抗相同，其中，所述参数包括：下垂系数、阻尼系数和惯性时间常数；
不等容量并联时，两台逆变器的参数信息或线路阻抗存在差异。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在电力仿真软件中搭建双机并联仿真模型，两台逆变器并联带负荷工作，逆变器出口处的阻抗是线路阻抗的表征，通过调整该阻抗的数值，能够模拟不同接入距离的逆变器，模拟环流的形成，并对环流抑制的方法进行验证。
4.一种用于对虚拟同步机并网时的环流进行抑制的系统，其特征在于，包括：
输出无功控制单元，用于在无功控制中添加同步发电机固有的励磁环节，增加积分项，通过无功下垂系数控制每个逆变器的输出无功；
输出有功控制单元，用于在对虚拟同步发电机控制时，模拟同步发电机的调频特性和转动惯量，通过有功下垂系数和阻尼系数控制控制每个逆变器的输出有功；
输出电流控制单元，用于设置两台逆变器并联，通过控制每个逆变器的输出有功和输出无功控制逆变器的输出电流为预设比例；
环流抑制单元，用于通过虚拟阻抗控制策略控制线路阻抗为预设比例的倒数，使两台逆变器的线路压降一致，对虚拟同步机并网时的环流进行抑制；
当引入虚拟阻抗后线路上的输出阻抗为纯感性，通过引入所述虚拟阻抗对逆变器的输出阻抗进行重塑实现有功无功的解耦；
所述虚拟阻抗为虚拟电感或者虚拟负电阻；
当引入的虚拟阻抗为虚拟电感时，通过电压差对逆变器的实际出口的无功功率进行控制；
当引入的虚拟阻抗为虚拟负电阻时，通过电压差对逆变器的实际出口的有功功率进行控制；
在双机并联模式下进行环流抑制，在线路阻抗不同时，产生的无功环流能够通过调整虚拟阻抗的数值和比率抑制，实现无功功率的重新分配。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，两台逆变器的并联情况为等容量并联和不等容量并联，
等容量并联时，两台逆变器的参数信息和线路阻抗相同，其中，所述参数包括：下垂系数、阻尼系数和惯性时间常数；
不等容量并联时，两台逆变器的参数信息或线路阻抗存在差异。
6.根据权利要求 4所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：
仿真验证单元，用于在电力仿真软件中搭建双机并联仿真模型，两台逆变器并联带负荷工作，逆变器出口处的阻抗是线路阻抗的表征，通过调整该阻抗的数值，能够模拟不同接入距离的逆变器，模拟环流的形成，并对环流抑制的系统进行验证。
CN201810235692.6A 2018-03-21 2018-03-21 用于对虚拟同步机并网时的环流进行抑制的方法及系统 Active CN108418246B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810235692.6A CN108418246B (zh) 2018-03-21 2018-03-21 用于对虚拟同步机并网时的环流进行抑制的方法及系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810235692.6A CN108418246B (zh) 2018-03-21 2018-03-21 用于对虚拟同步机并网时的环流进行抑制的方法及系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108418246A CN108418246A (zh) 2018-08-17
CN108418246B true CN108418246B (zh) 2021-06-25

Family

ID=63133141

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810235692.6A Active CN108418246B (zh) 2018-03-21 2018-03-21 用于对虚拟同步机并网时的环流进行抑制的方法及系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108418246B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110048451A (zh) * 2019-03-28 2019-07-23 华电电力科学研究院有限公司 一种非对称工况下多台虚拟同步机的负序环流抑制系统的控制方法
CN111835028A (zh) * 2019-04-15 2020-10-27 南京理工大学 基于虚拟同步发电机的微网逆变器控制方法
CN110119554A (zh) * 2019-04-30 2019-08-13 南方电网调峰调频发电有限公司 一种用于构建高压电器设备的虚拟仿真系统实现方法
CN113890057A (zh) * 2021-09-18 2022-01-04 国网河北省电力有限公司经济技术研究院 一种基于多微电网协同优化的控制方法及装置、储存介质

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102510120A (zh) * 2011-11-23 2012-06-20 中国科学院电工研究所 一种基于虚拟阻抗的微网逆变器电压电流双环下垂控制方法
CN104578182A (zh) * 2015-01-12 2015-04-29 湖南大学 一种低延时鲁棒功率下垂多环控制方法
CN106329525A (zh) * 2015-06-18 2017-01-11 台达电子工业股份有限公司 环流与电流振荡的抑制方法及并联式逆变驱动系统
CN106712106A (zh) * 2016-12-13 2017-05-24 重庆大学 一种可抑制并联运行逆变器环流的虚拟阻抗在线调节法
US9882386B2 (en) * 2014-04-23 2018-01-30 Nec Corporation Consensus-based distributed cooperative control for microgrid voltage regulation and reactive power sharing

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102510120A (zh) * 2011-11-23 2012-06-20 中国科学院电工研究所 一种基于虚拟阻抗的微网逆变器电压电流双环下垂控制方法
US9882386B2 (en) * 2014-04-23 2018-01-30 Nec Corporation Consensus-based distributed cooperative control for microgrid voltage regulation and reactive power sharing
CN104578182A (zh) * 2015-01-12 2015-04-29 湖南大学 一种低延时鲁棒功率下垂多环控制方法
CN106329525A (zh) * 2015-06-18 2017-01-11 台达电子工业股份有限公司 环流与电流振荡的抑制方法及并联式逆变驱动系统
CN106712106A (zh) * 2016-12-13 2017-05-24 重庆大学 一种可抑制并联运行逆变器环流的虚拟阻抗在线调节法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
具备电压稳定和环流抑制能力的分频下垂控制器;吕志鹏;《中国电机工程学报》;20131225;第1-8页 *
虚拟同步VSC自主并联技术研究;丛诗学;《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅱ辑》;20180315;正文第14页-第47页，图3-1至图5-17 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN108418246A (zh) 2018-08-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108418246B (zh) 用于对虚拟同步机并网时的环流进行抑制的方法及系统
WO2022077847A1 (zh) 一种用于混合微电网mmc互联变换器的虚拟同步机控制方法
US9166508B2 (en) Synchronous power controller for a generating system based on static power converters
US20140067138A1 (en) Virtual controller of electromechanical characteristics for static power converters
CN109038642B (zh) 一种自储能多端柔直系统控制方法和装置
CN103259268A (zh) 一种微网无功-电压控制装置及其控制方法
Rodríguez-Amenedo et al. Damping low-frequency oscillations in power systems using grid-forming converters
Du et al. Collective impact of multiple doubly fed induction generators with similar dynamics on the oscillation stability of a grid-connected wind farm
CN109904881A (zh) 一种基于自适应虚拟电容的级联微电网功率均分控制方法
CN208142845U (zh) 一种用于对虚拟同步机并网时的环流进行抑制的系统
Bin et al. New control scheme of power decoupling based on virtual synchronous generator
CN110544953B (zh) 一种特高压直流故障后的稳态电压校核方法及系统
CN114243761A (zh) 一种微电网车并离网运行模式切换的控制方法及系统
CN110970893A (zh) 基于主动支撑型vsc自适应优化调控网络惯量水平方法
CN108574276A (zh) 一种基于频率注入的直流微电网功率均分控制方法及系统
CN108695885A (zh) 对称电压暂降下含无功补偿功能的虚拟同步发电机控制方法
CN110190607A (zh) 提高微网逆变器无功均分精度的自适应虚拟阻抗控制策略
Zhang et al. Coordinated power oscillation damping from a VSC-HVDC grid integrated with offshore wind farms: using capacitors energy
Mao et al. A unified controller for a microgrid based on adaptive virtual impedance and conductance
CN107482630A (zh) 一种用于改善mmc‑upfc串联侧补偿电压电能质量的混合调制策略
Wang et al. A bidirectional virtual inertia control strategy for the interconnected converter of standalone AC/DC hybrid microgrids
CN108512227A (zh) 一种单相lcl并网逆变器改进型电流调节器的调节方法
CN111525617A (zh) 一种基于励磁调节的vsg功率解耦控制方法及系统
CN107658890B (zh) 变电站混合无功补偿系统的statcom参考电压确定及控制方法
CN109991499A (zh) 用于无功补偿装置动态响应和谐波抑制的检测装置及方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant