CN115663873A - 一种改进的vsg与串联补偿电容次同步振荡抑制方法 - Google Patents
一种改进的vsg与串联补偿电容次同步振荡抑制方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115663873A CN115663873A CN202210532951.8A CN202210532951A CN115663873A CN 115663873 A CN115663873 A CN 115663873A CN 202210532951 A CN202210532951 A CN 202210532951A CN 115663873 A CN115663873 A CN 115663873A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- synchronous machine
- virtual
- virtual synchronous
- compensation capacitor
- series compensation
- 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.)
- Granted
Links
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 title claims abstract description 70
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 51
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 title claims abstract description 45
- 230000001629 suppression Effects 0.000 title claims abstract description 42
- 238000013016 damping Methods 0.000 claims abstract description 122
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims abstract description 112
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 14
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 8
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 7
- 238000013461 design Methods 0.000 claims description 7
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 7
- 230000009471 action Effects 0.000 claims description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims 1
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 7
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 5
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 5
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 238000013017 mechanical damping Methods 0.000 description 3
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 2
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 2
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical group [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000012552 review Methods 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
Abstract
本发明公开了一种改进的VSG与串联补偿电容次同步振荡抑制方法，包括，传统电压型虚拟同步机控制和附加阻尼控制，所述传统电压型虚拟同步机控制和所述附加阻尼控制分别应用于低压柔性直流输电系统中；所述传统电压型虚拟同步机控制使所述低压柔性直流输电系统可以为受端网络提供频率和惯性支撑；所述附加阻尼控制抑制所述低压柔性直流输电系统产生的次同步振荡。改进的次同步振荡抑制方法可以适应电网阻抗在一定范围内变化时仍然可以抑制次同步振荡，并且减小虚拟电阻附加阻尼控制方法造成的虚拟同步机工作点偏移，减小系统功率损耗，使系统运行在安全区间内。
Description
技术领域
本发明涉及电力电子在电力系统运用技术领域，尤其是一种改进的VSG与串联补偿电容次同步振荡抑制方法。
背景技术
在未来能源结构中，化石能源会逐步减小比例以助力低碳发展。越来越多的清洁能源并入电网造成了传统交流电网的不稳定，所以传统电网的结构需要改变以适应未来大规模清洁能源使用。因此，柔性直流输电系统成为研究的一个热点方向。然而，柔性直流输电系统的换流站采用的电力电子换流器控制方法不具有传统同步发电机的特性，不能为电力系统提供惯性和阻尼，增大了系统的不稳定。虚拟同步机技术通过模拟传统同步发电机的转子外特性可以为受端交流电网提供频率支撑，惯性支撑和阻尼。
串联电容补偿可以减小线路的阻抗，进而起到调节电压，减小电压损耗的作用，提高线路的利用效率。然而，串联电容补偿可能导致系统的次同步振荡，影响电力系统的稳定性。已经有学者研究虚拟同步机与串联电容补偿电网之间的次同步振荡问题，并且通过有源阻尼控制方法在电路中虚拟电阻来抑制次同步振荡。这种方法有一定的抑制次同步振荡的效果，但存在两个问题，一是当电网阻抗值变化时，虚拟电阻可能无法完全抑制次同步振荡，二是虚拟电阻的阻值不能过大，太大的虚拟电阻会改变虚拟同步机的工作点，产生功率损耗，超出系统的最大允许值等问题，所以需要设计优化的控制方法。
发明内容
本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例，在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
鉴于上述和/或现有技术中所存在的问题，提出了本发明。
因此，本发明所要解决的技术问题是当电网阻抗值变化时，虚拟电阻可能无法完全抑制次同步振荡和虚拟电阻的阻值不能过大，太大的虚拟电阻会改变虚拟同步机的工作点，产生功率损耗，超出系统的最大允许值等问题。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种改进的VSG与串联补偿电容次同步振荡抑制方法，包括，传统电压型虚拟同步机控制和附加阻尼控制，所述传统电压型虚拟同步机控制和所述附加阻尼控制分别应用于低压柔性直流输电系统中；所述传统电压型虚拟同步机控制使所述低压柔性直流输电系统可以为受端网络提供频率和惯性支撑；所述附加阻尼控制抑制所述低压柔性直流输电系统产生的次同步振荡。
作为本发明所述改进的VSG与串联补偿电容次同步振荡抑制方法的一种优选方案，其中：所述低压柔性直流输电系统为电网通过串联补偿电容以及自身阻抗与低压柔直虚拟同步机相连。
作为本发明所述改进的VSG与串联补偿电容次同步振荡抑制方法的一种优选方案，其中：所述传统电压型虚拟同步机控制包括功率计算，虚拟同步机及调制部分，通过模拟传统同步发电机转子运动方程，设置虚拟惯性和阻尼系数。
作为本发明所述改进的VSG与串联补偿电容次同步振荡抑制方法的一种优选方案，其中：所述附加阻尼控制包括虚拟电阻附加阻尼控制和动态虚拟同步机阻尼系数控制，所述虚拟电阻附加阻尼控制和所述动态虚拟同步机阻尼系数控制实现对所述低压柔直虚拟同步机与所述串联补偿电容发生次同步振荡时的抑制。
作为本发明所述改进的VSG与串联补偿电容次同步振荡抑制方法的一种优选方案，其中：所述低压柔直虚拟同步机采用两电平逆变器，通过LC滤波器与电网相连。
作为本发明所述改进的VSG与串联补偿电容次同步振荡抑制方法的一种优选方案，其中：所述功率计算部分通过采样并网点电压和逆变器输出电流计算有功功率，所述虚拟同步机部分模拟转子运动方程并产生三相调制信号，所述调制部分将三相调制信号转化为PWM信号驱动两电平逆变器。
作为本发明所述改进的VSG与串联补偿电容次同步振荡抑制方法的一种优选方案，其中：所述低压柔直虚拟同步机与所述串联补偿电容发生次同步振荡时，所述虚拟电阻附加阻尼控制和所述动态虚拟同步机阻尼系数控制共同作用。
作为本发明所述改进的VSG与串联补偿电容次同步振荡抑制方法的一种优选方案，其中：所述虚拟电阻附加阻尼控制通过有源阻尼的控制方法，将换流器交流输出端的三相电流通过虚拟电阻附加阻尼控制器，将输出信号反馈到调制信号中，达到设置虚拟电阻的效果，实现对所述低压柔直虚拟同步机与所述串联补偿电容次同步振荡的抑制。
作为本发明所述改进的VSG与串联补偿电容次同步振荡抑制方法的一种优选方案，其中：所述动态虚拟同步机阻尼系数控制只有在动作时改变传统电压型虚拟同步机控制中的虚拟同步机的阻尼系数，而在故障排除后将虚拟同步机的阻尼系数调回初始值。
作为本发明所述改进的VSG与串联补偿电容次同步振荡抑制方法的一种优选方案，其中：所述附加阻尼控制中的所述虚拟电阻附加阻尼控制和所述动态虚拟同步机阻尼系数控制中的参数可以调整，进而模拟不同阻值的虚拟电阻和不同大小的虚拟同步机阻尼系数，根据实际运行情况确定参数选择区间，避免两种附加阻尼控制参数设计不当导致系统不稳定。
本发明的有益效果：改进的次同步振荡抑制方法可以适应电网阻抗在一定范围内变化时仍然可以抑制次同步振荡，并且减小虚拟电阻附加阻尼控制方法造成的虚拟同步机工作点偏移，减小系统功率损耗，使系统运行在安全区间内。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
图1是一种改进的VSG与串联补偿电容次同步振荡抑制方法控制结构图；
图2是虚拟电阻附加阻尼控制结构图；
图3是电网阻抗10毫亨，虚拟电阻0.35欧姆下的虚拟电阻附加阻尼控制仿真图；
图4是电网阻抗6毫亨，虚拟电阻0.35欧姆下的虚拟电阻附加阻尼控制仿真图；
图5是电网阻抗6毫亨，虚拟电阻0.7欧姆下的虚拟电阻附加阻尼控制仿真图；
图6是电网阻抗6毫亨，虚拟电阻0.7欧姆时虚拟电阻附加阻尼控制并网电流仿真图；
图7是电网阻抗6毫亨，所述改进次同步振荡抑制方法仿真图；
图8是电网阻抗6毫亨，所述改进次同步振荡抑制方法的并网电流仿真图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
再其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
实施例1
如附图1～7所示，本发明提出的一种改进的VSG与串联补偿电容次同步振荡抑制方法包括：等效直流电压源、两电平逆变器、三相LC滤波器、受端电网等效阻抗、受端电网串联补偿电容、受端电网等效三相电压源、功率计算部分、虚拟同步机部分、调制部分、虚拟电阻附加阻尼控制、动态虚拟同步机阻尼系数控制。
本发明的应用场景为低压柔性直流输电系统，为解决新能源并网运行的问题，采用低压柔直虚拟同步机技术。通过电力电子换流器将电网连接起来，送端电网通过换流器整流，将电网中的电能转化为直流电，通过直流线路输送出去，在受端电网处通过换流器将直流电逆变为交流电，并且受端电网的换流器采用虚拟同步机控制，通过虚拟惯量和阻尼的结构设计，达到模拟传统同步发电机外特性的目的。直流侧线路由于电压波动不大，可以等效为直流电压源，低压柔性直流换流站中的换流器采用两电平三相全桥逆变器。换流器的交流输出端连接三相LC滤波器，经三相LC滤波器的滤波后与受端电网相连接。
受端电网采用串联电容补偿，等效为三相电压源与受端电网等效阻抗和受端电网串联补偿电容的串联。低压柔直虚拟同步机与串联电容补偿网络在公共耦合点相连接。
一种改进的VSG与串联补偿电容次同步振荡抑制方法包括传统电压型虚拟同步机控制和附加阻尼控制。如附图1所示，传统电压型虚拟同步机控制使柔性换流站对受端电网相当于一个电压源，包括功率计算部分、虚拟同步机部分、调制部分。
功率计算部分通过采样电路采样三相LC滤波器的电感电流和电容电压，并对信号进行滤波，将三相电压电流采样信号变换至αβ坐标系下，并通过式(1)计算三相有功功率。
Pe＝1.5(vαiα+vβiβ) (1)
上式中vα、vβ为三相LC滤波器的电容电压在αβ坐标系下的分量，iα、iβ为三相LC滤波器的电感电流在αβ坐标系下的分量。
虚拟同步机部分的功能是通过控制结构模拟传统同步发电机的转子运动方程
实现虚拟惯性和阻尼。式中Pset为设置的机械功率，J为虚拟惯量，Dp为虚拟阻尼系数，ω为虚拟同步机角频率，ωn为额定角频率。
本发明虚拟同步机部分将产生的虚拟同步机角频率通过积分产生虚拟同步机的相位角，而虚拟同步机输出的三相电压的幅值设置为恒定值220√2伏。。由三相的相位角和相电压值生成三相调制信号。
调制部分以虚拟同步机部分产生的三相调制信号为调制波，采用脉冲宽度调制，生成PWM调制信号，驱动两电平逆变器中的开关管。
附加阻尼控制实现对低压柔直虚拟同步机与串联补偿电容次同步振荡的抑制，包括虚拟电阻附加阻尼控制和动态虚拟同步机阻尼系数控制。虚拟电阻附加阻尼控制和动态虚拟同步机阻尼系数控制共同作用抑制次同步振荡。
虚拟电阻附加阻尼控制通过有源阻尼的控制方法产生虚拟电阻实现对低压柔直虚拟同步机与串联补偿电容次同步振荡的抑制。虚拟电阻附加阻尼控制通过将三相LC滤波器电感电流采样信号通过虚拟电阻附加阻尼控制器，并反馈到调制信号中，进而等效为在三相LC滤波器的电感处串联电阻，达到虚拟电阻的控制效果。其中为考虑采样延时和PWM延时，虚拟电阻附加阻尼控制器采用微分环节和增益环节的相加，其传递函数为G(s)＝kp+kds。补偿的延时为1.5拍，故kp和kd的参数设计满足式(2)：
且虚拟电阻的阻值大小为Rv＝kpVdc/2。其中Ts为采样周期，Vdc为直流电压。
考虑PWM的增益和系统的延时，KPWM可以表示为
当加入虚拟电阻附加阻尼控制器后，此时
如附图2所示，对控制结构图进行等效变换，可以看出虚拟电阻附加阻尼控制相当于在三相LC滤波器的电感上串联了虚拟电阻Rv。
如附图3，4，5所示，虚拟电阻附加阻尼控制，串联补偿电容0.002法，在电网电感为10毫亨，虚拟电阻为0.35欧姆时可以抑制次同步振荡，但当电网电感减小到6毫亨时，由于电网的阻抗特性发生改变，虚拟同步机与串联补偿电网之间的阻抗交互作用较之前的运行状况发生了变化，当虚拟电阻附加阻尼控制中虚拟电阻值设置为0.35欧姆时不能完全抑制次同步振荡，只有增加虚拟电阻的阻值才能抑制次同步振荡。当虚拟电阻的阻值增加到0.7欧姆时，可以抑制次同步振荡。
但虚拟电阻附加阻尼控制的虚拟电阻阻值不能设置过大，由于将电流信号通过虚拟电阻附加阻尼控制器并反馈至原来的调制信号上，当虚拟电阻值设置过大，产生的调制信号偏差值就会增大，最终导致新的调制信号发生较大变化，过大的虚拟电阻会导致虚拟同步机的工作点发生偏移。附图6是电网阻抗6毫亨，虚拟电阻0.7欧姆时虚拟电阻附加阻尼控制并网电流仿真图，由于低压柔直虚拟同步机的工作点发生偏移，并网电流幅值从正常运行时的约21A上升至约25A，并网电流的升高不仅增大了系统的有功功率损耗，而且可能超出系统的安全工作范围，影响系统中设备的安全，甚至导致电力系统继电保护动作。
动态虚拟同步机阻尼系数控制通过动态改变虚拟同步机的阻尼系数改变虚拟同步机的阻抗特性，从而实现对低压柔直虚拟同步机与串联补偿电容次同步振荡的抑制。传统电压型虚拟同步机控制中的虚拟同步机阻尼系数是一个恒定值，而动态虚拟同步机阻尼系数值可以改变，可以在次同步振荡发生后改变原先的值，将原先的虚拟同步机阻尼系数增大，并与虚拟电阻共同作用抑制次同步振荡。由于增加了动态虚拟同步机阻尼系数控制方法，可以降低虚拟电阻的大小，从而在抑制低压柔直虚拟同步机与串联补偿电容之间的次同步振荡的同时，减小虚拟电阻导致的工作点偏移。
如附图7所示，当电网阻抗6毫亨的情况下，在0.5秒投入附加阻尼控制，其中虚拟电阻附加阻尼控制设置虚拟电阻大小为0.1欧姆，虚拟同步机阻尼系数从5变为30。一种改进的VSG与串联补偿电容次同步振荡抑制方法可以在电网阻抗变为6毫亨且虚拟电阻不大的情况下抑制次同步振荡。
如附图8所示，一种改进的VSG与串联补偿电容次同步振荡抑制方法在附图7的参数下，其并网电流保持正常运行状态的21A左右，当采用提出的改进控制方法后，采用了调高虚拟同步机虚拟阻尼系数的措施，并且降低了虚拟电阻附加阻尼控制中虚拟电阻的设置值，所以降低了虚拟电阻设置过大对调制信号的过大偏差，与附图6相比较，并网电流值仍然保持在正常值附近，并没有较大升高，没有较大的工作点偏移。相比之下，有功功率损耗也得到了降低。
动态虚拟同步机阻尼系数控制只有在动作时改变传统电压型虚拟同步机控制中的虚拟同步机的阻尼系数，而在故障排除后将虚拟同步机的阻尼系数调回初始值。虚拟同步机阻尼系数由于不能设置过大，所以在正常运行状态下要保持原先的恒定值，在次同步振荡发生后才进行改变参数的操作抑制次同步振荡，故障排除后为恢复到正常运行状态将虚拟同步机阻尼系数调回。
附加阻尼控制中的虚拟电阻附加阻尼控制和动态虚拟同步机阻尼系数控制中的参数可以调整，进而模拟不同阻值的虚拟电阻和不同大小的虚拟同步机阻尼系数。根据实际运行情况确定参数选择区间，避免两种附加阻尼控制参数设计不当导致系统不稳定。
传统电压型虚拟同步机控制通过模拟传统同步发电机的转子运动方程，进而使换流器具有类似传统同步发电机惯量和阻尼的效果。其中发电机的阻尼有机械阻尼和电气阻尼，机械阻尼是因为轴承摩擦和转子同气体摩擦而产生，电气阻尼由转子闭合绕组和铁芯产生。机械阻尼与发电机实际转速相关，而电气阻尼与发电机转速差相关。假设阻尼转矩与转速的关系为线性关系，阻尼转矩可以表示为：
虚拟同步机为模拟出阻尼的效果，将角频率的偏差经过增益环节，并将结果作为反馈量加到机械转矩上从而模拟出阻尼转矩。与传统同步发电机不同的是，传统同步发电机的阻尼系数受到机械摩擦、阻尼绕组等多因素影响，其系数大小几乎不变。而传统电压型虚拟同步机是通过增益环节参数的设置来虚拟阻尼系数，所以传统电压型虚拟同步机的虚拟阻尼系数可以人为调节，进而模拟出不同阻尼系数的同步发电机。
动态虚拟同步机阻尼系数控制通过在发生振荡时，控制增大增益环节的参数，提高虚拟同步机阻尼系数的参数值，并同虚拟电阻附加阻尼控制共同作用，从而为对次同步振荡进行抑制。
当不加入动态虚拟同步机阻尼系数控制时，转子运动方程为：
当加入动态虚拟同步机阻尼系数控制后，虚拟同步机阻尼系数增加了ΔDp，此时的转子运动方程为：
动态虚拟同步机阻尼系数控制与虚拟电阻附加阻尼控制共同作用，在实施例中，将虚拟电阻的参数值设置为0.1欧姆，比单独使用虚拟电阻附加阻尼控制的参数值要小。同时将虚拟同步机阻尼系数的参数值从原先的5增加为30。
实际的电力系统由于运行状态的改变，其系统的参数值会发生改变，当系统短路比改变时，只使用虚拟电阻附加阻尼控制可能达不到完全抑制次同步振荡的效果。如本实施例的附图4，而采用的一种改进的次同步振荡抑制方法后，即使减小了虚拟电阻的值，当系统短路比在一定范围变化时，也能完全抑制住次同步振荡。
如本实施例的附图7，过大的虚拟电阻会导致虚拟同步机的工作点偏移，造成功率损耗。一种改进的次同步振荡抑制方法由于减小了虚拟电阻的参数值，从而减小了虚拟同步机的工作点偏移。
动态虚拟同步机阻尼系数控制控制方法简单，不需要设计复杂的控制器。
重要的是，应注意，在多个不同示例性实施方案中示出的本申请的构造和布置仅是例示性的。尽管在此公开内容中仅详细描述了几个实施方案，但参阅此公开内容的人员应容易理解，在实质上不偏离该申请中所描述的主题的新颖教导和优点的前提下，许多改型是可能的(例如，各种元件的尺寸、尺度、结构、形状和比例、以及参数值(例如，温度、压力等)、安装布置、材料的使用、颜色、定向的变化等)。例如，示出为整体成形的元件可以由多个部分或元件构成，元件的位置可被倒置或以其它方式改变，并且分立元件的性质或数目或位置可被更改或改变。因此，所有这样的改型旨在被包含在本发明的范围内。可以根据替代的实施方案改变或重新排序任何过程或方法步骤的次序或顺序。在权利要求中，任何“装置加功能”的条款都旨在覆盖在本文中所描述的执行所述功能的结构，且不仅是结构等同而且还是等同结构。在不背离本发明的范围的前提下，可以在示例性实施方案的设计、运行状况和布置中做出其他替换、改型、改变和省略。因此，本发明不限制于特定的实施方案，而是扩展至仍落在所附的权利要求书的范围内的多种改型。
此外，为了提供示例性实施方案的简练描述，可以不描述实际实施方案的所有特征(即，与当前考虑的执行本发明的最佳模式不相关的那些特征，或于实现本发明不相关的那些特征)。
应理解的是，在任何实际实施方式的开发过程中，如在任何工程或设计项目中，可做出大量的具体实施方式决定。这样的开发努力可能是复杂的且耗时的，但对于那些得益于此公开内容的普通技术人员来说，不需要过多实验，所述开发努力将是一个设计、制造和生产的常规工作。
应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (10)
1.一种改进的VSG与串联补偿电容次同步振荡抑制方法，其特征在于：包括，
传统电压型虚拟同步机控制和附加阻尼控制，所述传统电压型虚拟同步机控制和所述附加阻尼控制分别应用于低压柔性直流输电系统中；
所述传统电压型虚拟同步机控制使所述低压柔性直流输电系统可以为受端网络提供频率和惯性支撑；
所述附加阻尼控制抑制所述低压柔性直流输电系统产生的次同步振荡。
2.根据权利要求1所述的改进的VSG与串联补偿电容次同步振荡抑制方法，其特征在于：所述低压柔性直流输电系统为电网通过串联补偿电容以及自身阻抗与低压柔直虚拟同步机相连。
3.根据权利要求2所述的改进的VSG与串联补偿电容次同步振荡抑制方法，其特征在于：所述传统电压型虚拟同步机控制包括功率计算，虚拟同步机及调制部分，通过模拟传统同步发电机转子运动方程，设置虚拟惯性和阻尼系数。
4.根据权利要求3所述的改进的VSG与串联补偿电容次同步振荡抑制方法，其特征在于：所述附加阻尼控制包括虚拟电阻附加阻尼控制和动态虚拟同步机阻尼系数控制，所述虚拟电阻附加阻尼控制和所述动态虚拟同步机阻尼系数控制实现对所述低压柔直虚拟同步机与所述串联补偿电容发生次同步振荡时的抑制。
5.根据权利要求4所述的改进的VSG与串联补偿电容次同步振荡抑制方法，其特征在于：所述低压柔直虚拟同步机采用两电平逆变器，通过LC滤波器与电网相连。
6.根据权利要求5所述的改进的VSG与串联补偿电容次同步振荡抑制方法，其特征在于：所述功率计算部分通过采样并网点电压和逆变器输出电流计算有功功率，所述虚拟同步机部分模拟转子运动方程并产生三相调制信号，所述调制部分将三相调制信号转化为PWM信号驱动两电平逆变器。
7.根据权利要求6所述的改进的VSG与串联补偿电容次同步振荡抑制方法，其特征在于：所述低压柔直虚拟同步机与所述串联补偿电容发生次同步振荡时，所述虚拟电阻附加阻尼控制和所述动态虚拟同步机阻尼系数控制共同作用。
8.根据权利要求7所述的改进的VSG与串联补偿电容次同步振荡抑制方法，其特征在于：所述虚拟电阻附加阻尼控制通过有源阻尼的控制方法，将换流器交流输出端的三相电流通过虚拟电阻附加阻尼控制器，将输出信号反馈到调制信号中，达到设置虚拟电阻的效果，实现对所述低压柔直虚拟同步机与所述串联补偿电容次同步振荡的抑制。
9.根据权利要求7或8所述的改进的VSG与串联补偿电容次同步振荡抑制方法，其特征在于：所述动态虚拟同步机阻尼系数控制只有在动作时改变传统电压型虚拟同步机控制中的虚拟同步机的阻尼系数，而在故障排除后将虚拟同步机的阻尼系数调回初始值。
10.根据权利要求9所述的改进的VSG与串联补偿电容次同步振荡抑制方法，其特征在于：所述附加阻尼控制中的所述虚拟电阻附加阻尼控制和所述动态虚拟同步机阻尼系数控制中的参数可以调整，进而模拟不同阻值的虚拟电阻和不同大小的虚拟同步机阻尼系数，根据实际运行情况确定参数选择区间，避免两种附加阻尼控制参数设计不当导致系统不稳定。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210532951.8A CN115663873B (zh) | 2022-05-11 | 2022-05-11 | 一种改进的vsg与串联补偿电容次同步振荡抑制方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210532951.8A CN115663873B (zh) | 2022-05-11 | 2022-05-11 | 一种改进的vsg与串联补偿电容次同步振荡抑制方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115663873A true CN115663873A (zh) | 2023-01-31 |
| CN115663873B CN115663873B (zh) | 2024-04-09 |
Family
ID=85023754
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210532951.8A Active CN115663873B (zh) | 2022-05-11 | 2022-05-11 | 一种改进的vsg与串联补偿电容次同步振荡抑制方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115663873B (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116505578A (zh) * | 2023-05-16 | 2023-07-28 | 茅台学院 | 一种串联型虚拟同步机的分散式自适应虚拟惯性和阻尼控制方法及装置 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107846029A (zh) * | 2017-10-18 | 2018-03-27 | 上海电力学院 | 一种虚拟同步发电机的自适应惯量阻尼综合控制方法 |
| CN110829461A (zh) * | 2019-11-14 | 2020-02-21 | 国网四川省电力公司经济技术研究院 | 一种具有参与系统低频振荡抑制功能的逆变器控制器 |
| CN111786405A (zh) * | 2020-06-23 | 2020-10-16 | 湖南大学 | 抑制次同步振荡的新能源发电厂串补并网系统、方法 |
| CN112039112A (zh) * | 2020-06-23 | 2020-12-04 | 湖南大学 | 虚拟同步机串补并网系统次同步振荡抑制方法及控制系统 |
| WO2022009101A1 (en) * | 2020-07-08 | 2022-01-13 | Ramot At Tel-Aviv University Ltd. | Virtual synchronous machines with improved voltage and frequency control |
| CN114389307A (zh) * | 2022-01-21 | 2022-04-22 | 中南大学 | 一种自适应虚拟同步发电机级联微电网控制方法 |
| CN114400683A (zh) * | 2022-01-21 | 2022-04-26 | 国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院 | 适用于风电并网低频振荡的附加阻尼抑制方法 |
-
2022
- 2022-05-11 CN CN202210532951.8A patent/CN115663873B/zh active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107846029A (zh) * | 2017-10-18 | 2018-03-27 | 上海电力学院 | 一种虚拟同步发电机的自适应惯量阻尼综合控制方法 |
| CN110829461A (zh) * | 2019-11-14 | 2020-02-21 | 国网四川省电力公司经济技术研究院 | 一种具有参与系统低频振荡抑制功能的逆变器控制器 |
| CN111786405A (zh) * | 2020-06-23 | 2020-10-16 | 湖南大学 | 抑制次同步振荡的新能源发电厂串补并网系统、方法 |
| CN112039112A (zh) * | 2020-06-23 | 2020-12-04 | 湖南大学 | 虚拟同步机串补并网系统次同步振荡抑制方法及控制系统 |
| WO2022009101A1 (en) * | 2020-07-08 | 2022-01-13 | Ramot At Tel-Aviv University Ltd. | Virtual synchronous machines with improved voltage and frequency control |
| CN114389307A (zh) * | 2022-01-21 | 2022-04-22 | 中南大学 | 一种自适应虚拟同步发电机级联微电网控制方法 |
| CN114400683A (zh) * | 2022-01-21 | 2022-04-26 | 国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院 | 适用于风电并网低频振荡的附加阻尼抑制方法 |
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| GAOXIANG LI等: "Analysis and mitigation of subsynchronous resonance in series-compensated grid-connected system controlled by a virtual synchronous generator", 《IEEE TRANSACTIONS ON POWER ELECTRONICS》, pages 1 - 12 * |
| X. YANG等: "The Effect ofHVDC Inverter on Subsynchronous Oscillation and Damping Controller Design", 《2005 IEEE/PES TRANSMISSION & DISTRIBUTION CONFERENCE & EXPOSITION: ASIA AND PACIFIC》 * |
| 白雪飞等: "弱电网条件下并网逆变器的稳定性", 《节能技术》 * |
| 那广宇;王亮;刘雨桐;闫玉恒;张世乾;陆奕宁;: "基于VSG的改进型虚拟阻尼控制策略与特性分析", 智慧电力, no. 04 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116505578A (zh) * | 2023-05-16 | 2023-07-28 | 茅台学院 | 一种串联型虚拟同步机的分散式自适应虚拟惯性和阻尼控制方法及装置 |
| CN116505578B (zh) * | 2023-05-16 | 2023-11-21 | 茅台学院 | 一种串联型虚拟同步机的分散式自适应虚拟惯性和阻尼控制方法及装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN115663873B (zh) | 2024-04-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Bajracharya et al. | Understanding of tuning techniques of converter controllers for VSC-HVDC | |
| 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 | |
| CN110649643B (zh) | 一种能主动支撑电网频率的风场多端柔直控制方法及系统 | |
| CN106410849A (zh) | 基于虚拟同步发电机的微网逆变器均衡控制方法 | |
| Suul et al. | STATCOM-based indirect torque control of induction machines during voltage recovery after grid faults | |
| EP3460943B1 (en) | Power generation system, system for suppressing sub-synchronous oscillations, and method for controlling operation of power system | |
| CN107994620A (zh) | 柔性环网控制器双端虚拟电机控制方法 | |
| CN110957714B (zh) | 平抑充电站直流微网电压波动的虚拟直流电机控制方法 | |
| CN108599264B (zh) | 一种基于虚拟同步发电机控制的频率电压无差调节方法 | |
| CN106130424A (zh) | 基于统一阻尼比的虚拟同步发电机阻尼系数自适应控制方法 | |
| CN105552948B (zh) | 一种基于柔性直流输电系统的电网调频方法 | |
| CN111181174B (zh) | 一种附加阻尼控制的双馈风机并网次超同步振荡抑制方法 | |
| CN113346559B (zh) | 极弱电网下直驱风电系统低电压穿越功率切换控制方法 | |
| CN106159999A (zh) | 基于虚拟同步发电机的柴储混合独立微网动态频率稳定策略 | |
| CN112467790B (zh) | 一种抑制mmc互联变换器虚拟同步机功率震荡的方法 | |
| CN114884125A (zh) | 一种弱电网下lcl型并网逆变系统的高稳定性控制方法 | |
| CN113098002A (zh) | 一种并网逆变器惯量和阻尼自适应控制方法 | |
| CN115102149A (zh) | 一种构网型变流器过电流抑制系统及方法 | |
| CN115663873B (zh) | 一种改进的vsg与串联补偿电容次同步振荡抑制方法 | |
| CN116316848A (zh) | 一种基于虚拟同步发电机、虚拟同步电动机的微电网中直驱风机协同控制系统及方法 | |
| CN113394828B (zh) | 一种基于电压二次调节的改进vsg并联控制方法 | |
| CN114400683A (zh) | 适用于风电并网低频振荡的附加阻尼抑制方法 | |
| CN109066735B (zh) | 一种不平衡电网电压下的双馈风力发电系统及其控制方法 | |
| CN115051404A (zh) | 一种高压构网型换流器的交流电压控制方法 | |
| Wang et al. | Synchronous flux weakening control with flux linkage prediction for doubly-fed wind power generation systems |
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 |