基于有功比例微分前馈VSG的柴储微网有功振荡抑制策略.pdfVIP

第42卷第8期可再生能源Vol.42No.8

2024年8月RenewableEnergyResourcesAug.2024

贵VSG的柴储微网

基于有功比例微分前馈

有功振荡抑制策略

石荣亮，王国斌，兰才华，刘维莎，周其锋

（桂林理工大学广西高校先进制造与自动化技术重点实验室，广西桂林541006）

摘要：在负载扰动下，传统储能虚拟同步机（VirtualSynchronousGenerator,VSG）与柴油发电机（Diesel

GeneratorSet,DCS)并联组网系统存在有功功率动态振荡。文章提出一种基于有功比例微分前馈VSG(Active-

powerProportionalDifferentialFeedforwardVSG,APDF-VSG)的柴储微网有功动态振荡抑制策略。首先建立储能

VSG与DGS并联组网系统的小信号模型,分析储能VSG的虚拟惯量、虚拟阻尼及输出阻抗参数对系统有功振

荡的影响规律,在此基础上提出基于APDF-VSG的柴储微网有功动态振荡抑制策略,并给出相应的参数设计

过程。最后,建立储能VSG与DGS并联组网系统的Matlab仿真模型,并利用仿真结果验证所述APDF-VSG控

制策略在抑制柴储微网有功动态振荡方面的有效性。

关键词：储能虚拟同步机；微网；有功动态振荡；小信号模型

中图分类号：TK81;TK51文献标志码：A文章编号：1671-5292(2024)08-1074-09

0引言基于Bang-Bang调节原理的虚拟惯量自适应控

柴油发电机(DGS)存在燃料补给困难、高污制策略，利用储能VSG虚拟惯量可调的特点,进

染与高排放等问题,故包含风电、光伏与储能等分一步提升柴储微网系统的频率稳定性，但交替断

布式可再生能源的柴储微网顺势而生。DGS具续变化的虚拟惯量将会对系统的运行稳定性造成

有惯量小、动态响应慢、爬坡能力有限等特征,在不利影响。文献[6]结合VSG角频率的偏差及其变

应对可再生能源出力的间歇性、波动性以及负荷化率的动态响应特征，提出一种虚拟惯量可连续

功率冲击的过程中,存在系统电压幅值和频率波自适应调节的储能VSG控制策略,可有效改善柴

动大的问题。虚拟同步机(VSG)具有电压调节、惯储微网系统的频率稳定性，且避免了断续调节的

量模拟与阻尼响应能力，可为柴储微网提供必要虚拟惯量所带来的不利影响,但未利用VSG虚拟

的电压支持与惯量支撑2。然而,储能VSG和DGS阻尼亦可调的优势。文献[7,8]根据VSG角频率变

在物理结构、惯量水平、功率调节、响应速度等方化率与角频率偏差乘积符号存在正负交替的特

面存在较大差异，造成储能VSG和DGS并联组征，提出虚拟惯量、虚拟阻尼均可自适应连续调节

网系统在负载扰动、可再生能源出力波动下易存的储能VSG控制策略,进一步改善了柴储微网系

在有功动态振荡、功率越限的问题[3。统的频率稳定性。虽然上述文献在提升柴储微网

目前，关于提升包含储能VSG与DGS的柴系统频率稳定性方面颇有成效，但是对于储能

储微网系统运行稳定性的研究受到了国内外诸多VSG与DGS并联组网系统,在负载扰动下存在有

学者的广泛关注。文献[4]提出一种提高柴储独立功动态振荡和有功动态不均分造成的功率越限问

微网系统频率稳定性的储能VSG控制策略,该策题均未考虑。为了解决储能VSG与DGS并联组

略利用VSG的虚拟惯量、阻尼响应与快速的动态网系统在负载扰动下存在的有功动态不均分、有

响应特性,提升系统频率的稳定性，但未充分发挥功动态振荡的问题,文献[9]通过建立常规储能

VSG的虚拟惯量与虚拟阻尼参数可调的优势,对VSG与DGS并网组网系统的小信号模型,分析了

改善柴储微网系统频率稳定性的效果有限。文献并联系统在动态负载扰动下存在暂态电压、暂态

[5]结合VSG功角动态响应曲线的特征,提出一种功角稳定性的耦合问