多虚拟同步发电机并联系统预同步方法研究

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随着分布式电源的快速发展,大规模电力电子逆变器接入电网会导致电网惯性降低、频率易受干扰。虚拟同步发电机技术通过模拟同步发电机的外特性,具有调频调压作用,可提高电网的稳定运行。然而,在高电网阻抗下虚拟同步发电机采用传统预同步控制方法,频率精确跟踪困难,且多机并联系统的环流造成输出功率与容量比不匹配,导致并网瞬间功率波动大,无法友好并网。因此,本文就多虚拟同步发电机并联系统预同步方法展开研究,以达到平滑并网的目标,主要研究内容如下:(1)由于虚拟同步发电机系统中锁相环与大电网阻抗之间存在耦合关系,导致并网不平滑。针对这一问题,给出了一种虚拟同步机算法与双二阶广义积分锁频环相结合的预同步控制策略,将虚拟同步机得到的角频率作为广义积分器的谐振频率,在有功-频率环节加入锁频环输出的转速补偿量,可完成频率的无差跟踪,提高了多虚拟同步发电机并联系统电网电压跟踪的准确度,实现快速平滑并网。仿真验证了在不同电网阻抗下该预同步控制策略的有效性。(2)在中低压配电网中,多虚拟同步发电机并联系统输出功率无法根据容量比实现精确分配,在并网瞬间功率波动大,不能较好完成并网。设计了一种改进的虚拟同步发电机功率优化分配策略,在无功-电压环节引入角频率补偿环节,消除频率变化对无功功率的影响;并在无功-电压环节添加幅值预同步控制器,合理调节其系数,实现了多虚拟同步发电机输出功率按容量精确分配,并网暂态性能得到了改善。仿真表明了该功率优化分配策略对并联系统并网预同步控制是有效的。
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