【摘 要】
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逆变器作为连接新能源微电网系统与本地负荷以及大电网的核心器件,其逆变器控制技术的研究尤为重要。其中,虚拟同步发电机（Virtual Synchronous Generator,VSG）控制技术是目前研究的一个热点。在实际应用中,为了满足电力系统大容量的需求,多VSG并联运行成为目前发展的趋势。本文主要针对多VSG在孤岛模式下并联运行时出现的系统环流、电压降落以及无功分配等问题进行研究,并针对上述问
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逆变器作为连接新能源微电网系统与本地负荷以及大电网的核心器件,其逆变器控制技术的研究尤为重要。其中,虚拟同步发电机（Virtual Synchronous Generator,VSG）控制技术是目前研究的一个热点。在实际应用中,为了满足电力系统大容量的需求,多VSG并联运行成为目前发展的趋势。本文主要针对多VSG在孤岛模式下并联运行时出现的系统环流、电压降落以及无功分配等问题进行研究,并针对上述问题提出解决策略。首先,通过对逆变器常用的控制策略进行分析,可知VSG控制在增强惯性以及维持系统稳定性等方面具有优势。本文详细研究了VSG数学模型及控制原理,并对其有功环和无功环进行设计。给出LC滤波器以及VSG各控制器中参数的整定方法,并建立小信号模型分析了控制器参数对系统稳定性的影响。在MATLAB/Simulink中搭建VSG仿真模型,验证了频率/电压调节特性以及控制器中关键参数对系统频率/输出电压动态响应的影响。详细阐述在多VSG并联运行时,线路阻抗对VSG功率耦合特性的影响,以及系统环流产生的机理。由于通过调整电压电流环控制器参数对系统阻抗的影响较小,便引入虚拟阻抗来改善系统阻抗特性。最后通过搭建两VSG并联系统仿真模型,验证虚拟阻抗的功率解耦以及环流抑制特性,不过由虚拟阻抗所引起的电压降落问题有待解决。针对虚拟阻抗以及线路阻抗所引起的负载电压降落的问题,本文提出采用虚拟复阻抗控制来代替虚拟阻抗控制,进一步抑制了系统环流,减小了负载电压降落。分析不同容量VSG并联时功率分配原则,以及影响无功功率准确分配的因素。并提出一种无功环改进控制策略,积分环的引入,使线路阻抗与无功功率解耦,提高了无功的分配精度。负载电压负反馈的引入,减小了负载电压波动,提高了负载电压质量。最后通过搭建并联仿真模型,对所提出的改进无功分配策略进行验证。图52幅,表5个,参考文献62篇。
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