基于虚拟同步发电机思想的微电网逆变电源控制策略 control strategies of inverters based on virtual synchronous generator in a microgrid.pdfVIP

第33卷第8期 电力系统自动化 V01．33No．8 AutomationofElectricPower 2009年4月25日 Systems Apt．25，2009 基于虚拟同步发电机思想的微电网逆变电源控制策略 丁 明，杨向真，苏建徽 (合肥工业大学教育部光伏系统工程研究中心，安徽省合肥市230009) 摘要：提出了一种基于同步发电机机电暂态模型的新型微电网逆变电源(称为虚拟同步发电机)。 功率控制器和电压频率控制器使该逆变电源具有功率控制和调频调压双重功能，而且在微电网发 生故障时仍能作为不间断电源向重要负荷供电，预并列单元则使得该逆变电源能够可靠并联到微 电网上；当微电网连接大电网运行时，系统频率由大电网决定，各虚拟同步发电机可采用功率控制 策略使其按照功率调度指令输出功率。当微电网孤岛运行时，必须有逆变单元采用电压频率控制 策略，提供微电网的电压参考；微电网中，同等容量的逆变电源还可以任意替换，易于模块化、标准 化生产，增加了微电网控制的灵活性，提高了系统的可靠性。所提出的控制策略已在MATLAB／ Simulink上得到验证。 关键词：微电网；虚拟同步发电机；调频调压；功率控制；预并列单元 中图分类号：TM614；TM712；TM727．2 0 引言 性。当微电网故障时，如果该逆变电源能够继续不 间断地向重要负荷供电，将会进一步提高微电网供 微电网是由负荷和多个微源组成的集合系统， 电可靠性。这种设计也有利于逆变电源模块化和标 具有联网和孤岛2种工作模式。是分布式发电领域 准化生产，有重要的现实意义。目前国内外相关文 非常活跃的分支。目前，由微电网中央控制器和单 献还较少悟引。 元控制器组成的集中控制型微电网的研究较多¨qJ， 本文基于上述思想提出了一种新型微电网逆变 该结构与传统电力系统类似，但微电网是以逆变电 电源，由该逆变电源组成的微电网既能连接大电网 源为主的小型电网，其中，具有储能单元的逆变电源 运行，又能实现孤岛运行时频率的无差控制。 起着维持系统电压稳定、频率稳定和功率平衡的重 要作用，其控制策略的研究是微电网的关键技术之 1 虚拟同步发电机的基本结构 一[5]，也是本文研究的主要内容。 大型电力系统，中，为了维持系统频率稳定和功 微电网孤岛运行时，需要下面2种功能的逆变 率平衡，同步发电机组按照功能可以分为非调频机 电源：①作为可调度单元，只根据功率调度指令输出 组和调频机组。非调频机组正常运行时按预先给定 功率；②作为调频调压单元，提供发电单元与负荷之 的负荷曲线发电，并配备调速器参与动态频率调节； 间的瞬时功率偏差，维持微电网频率和电压的稳 调频机组主要利用同步器进行系统频率调整[1…。 定[5。71；微电网连接大电网运行时，系统频率由大电 如果能够将具有储能装置的微电网逆变电源的数学 网决定。微电网逆变电源只需要按照指定功率运