基于虚拟同步发电机的微电网逆变器 virtual synchronous generator based inverter in microgrid.pdfVIP

第29卷第3期 电工电能新技术 V01．29，No．3 ofElectrical and 2010 2010年7月 Advanced July Technology EngineeringEnergy 基于虚拟同步发电机的微电网逆变器 苏建徽，汪长亮 (教育部光伏系统工程研究中心，合肥工业大学，安徽合肥230009) 摘要：本文根据微电网对逆变器性能的要求，借鉴同步发电杌的经典数学模型，设计了一种适用于 微电网的逆变器控制模型(虚拟同步发电机)。该逆变器具有功率、电压、频率调节的功能，能够根 下搭建了该系统的仿真模型，仿真结果验证了该方法的正确性和合理性。 关键词：微电网；逆变器；虚拟同步发电机 中图分类号：TM744 文献标识码：A 文章编号：1003—3076(2010)03-0026-04 求逆变器够根据负荷的大小合理分配输出功率。当 序言 微电网处在孤岛状态时，要求逆变器不仅能够满足 能源的日益匮乏，使得基于新能源的分布式发 负荷的功率需求，而且必须保证输出电压的幅值、频 电系统应运而生，但对于大电网来说，分布式系统是 率达到用电标准。因此虚拟同步发电机的控制结构 一个不可控源¨’2o。为了解决分布式发电系统与大 上主要分为虚拟算法，电压控制，功率频率调节三大 电网之间的矛盾，美国电力安全技术解决委员会 部分。 (CERTS)最先提出“微电网”的概念¨。。微电网是 2 虚拟同步发电机控制 由负荷和微源共同组成的可控系统，能够根据需要 在并网与孤岛两种状态之间平滑地切换，保证了供 2．1虚拟同步发电机的原理 电质量和可靠性p。7o。 虚拟同步发电机是参照同步发电机的二阶经典 逆变器作为微电网发展的关键，它必须根据微 数学模型，模拟同步发电机阻抗大、惯性大、自同步 电网的运行状态和负荷的要求进行合理的控制。本 等诸多优点，使逆变电源具有同步发电机的输出特 文利用同步发电机的经典二阶数学模型，设计了一 性，满足微电网的运行要求。 种虚拟的同步发电机算法，使逆变器能够模拟同步 假定励磁及机械转矩为恒定，以标幺值表示的 发电机的输出特性，满足微电网的运行要求。 同步发电机二阶经典模型如(1)式¨1： 7 Md=E d+X’qiq—r．id 1虚拟同步发电机的结构 uq=E’q—X’did—r．iq 为了使微电网能够稳定、高质量地向用户和大 (1) 电网供电，作为微电网系统的核心一逆变器，必须具 t鲁=L—t—D(∞一1) 备调频、调压、调功的功能。本文借鉴同步发电机在 掌：∞一1 大电网中运行的诸多优点，结合逆变电源自身的快 dt 速性的优势，在逆变器控制环节中加入了同步发电