摘要：针对传统光储虚拟同步发电机(virtual synchronous generator, VSG)存在并网有功稳态偏差与系统动态振荡难以兼顾的问题,提出一种基于有功微分补偿(active power differential compensation, APDC)与虚拟惯量自适应的光储VSG控制策略。首先,建立了基于APDC算法的光储VSG并网有功闭环小信号模型,并通过极点分布图与伯德图的分析,讨论了APDC算法对系统暂态振荡与有功稳态偏差的抑制效果,给出了相关系数的整定方法。然后,为改善频率响应并避免有功超调量的增加,设计了一种基于APDC算法的改进型虚拟惯量自适应策略,同时给出其参数的取值范围。最后,实验结果表明,所提策略能消除VSG并网有功的动态振荡与稳态偏差,具有更小的频率偏差与频率变化率。

摘要：虚拟同步机(virtual synchronous generator,VSG)技术可以使并网逆变器具有与同步发电机类似的外特性。VSG系统暂态稳定性的主要影响因素是虚拟惯量和阻尼系数,但现有的控制策略在参数调节过程中存在灵活性不足的缺点,不能有效解决系统暂态稳定性和暂态恢复时间的问题。针对这一问题,提出动态调节阻尼补偿量的概念。将阻尼系数和阻尼补偿量共同作为系统的等效阻尼系数,设计了基于径向基函数(radial basis function, RBF)的VSG虚拟惯量和动态阻尼补偿自适应控制策略,实现了参数之间的解耦,使系统的阻尼随着系统频率的变化进行动态调整。通过建立VSG数学模型,确定了参数的具体取值范围。最后,在仿真平台上搭建VSG系统,分别在出力波动和低压穿越两种工况下验证了所提控制策略相较于传统RBF控制策略的优越性。

摘要：新能源通过逆变器大规模接入孤岛微电网,导致系统惯量水平持续下降,系统频率面临严峻的失稳风险。针对此问题,提出了一种基于虚拟惯量模糊自适应的新能源逆变器频率主动支撑控制方法,利用新能源逆变器直流侧电容主动支撑系统频率。首先,通过在新能源逆变器控制回路中引入基于模糊控制的新能源逆变器直流侧电容电压-系统频率耦合的功率控制项,使直流侧电容具备与同步发电机相似的惯性响应。然后,计及频率响应过程对虚拟惯量的差异化需求,设计模糊控制规则,根据频率波动区间自适应调整新能源逆变器直流电容附加虚拟惯量,以减缓系统频率偏移速度,改善系统频率极值,并加快系统频率恢复速度。其次,通过构造李雅普诺夫能量函数证明了采用所提控制方法后系统的稳定性。最后,仿真和实验验证了所提控制方法的有效性。

摘要：针对双馈风电机组(DFIGs)不具备调频控制能力的问题,设计DFIG一次调频控制策略,实现了DFIG参与电网一次调频。研究DFIG功率控制原理和频率响应过程,并考虑虚拟惯量、频率下垂控制对应的响应时间尺度不同,提出基于虚拟惯量和频率下垂控制的DFIG一次调频策略,增强了DFIG应对频率变化时的暂态和稳态功率调节能力。基于RT-LAB软件搭建了DFIG频率响应控制的半实物仿真平台,仿真与实测结果验证了该方法能够有效提高DFIG电网频率适应性。

摘要：针对储能变换器采用二阶广义积分器-锁频环(SOGI-FLL)的虚拟惯量控制策略,易受电网谐波和直流分量干扰而存在纹波的问题,提出一种基于改进嵌入式二阶广义积分器-锁频环(IESOGI-FLL)的虚拟惯量控制策略。将多重频率自适应陷波器与基于二阶广义积分器原理的频率自适应滤波器嵌入SOGI-FLL的控制系统中形成IESOGI-FLL;分别建立SOGI-FLL和IESOGI-FLL检测电网频率微分信号的小信号模型,给出二者的参数设计过程;基于MATLAB/Simulink软件进行仿真对比研究,并搭建了一套柴储微电网系统实验平台,仿真与实验结果均验证了所提控制策略的有效性。

摘要：根据系统频率波动区间自适应调整风电虚拟惯量参数有利于改善系统频率响应特性。首先分析了典型高比例风电系统频率响应动态过程,进而建立了含风电的电力系统频率响应线性化模型,揭示了风电虚拟惯量参数的变化对系统频率稳定性及动态性能的影响及变化规律,确定了虚拟惯量参数稳定取值范围。在此基础上,提出了一种基于频率响应区间划分的风电机组虚拟惯量模糊自适应控制方法,设计了模糊推理规则,在阻尼频率快速变化的同时,加速了系统频率恢复,实现了系统频率响应过程风电有限转子动能的合理优化分布。最后在MATLAB/Simulink中建立了风电-火电联合系统仿真模型,仿真验证了所提控制策略的有效性及对频率响应的改善作用。

摘要：可再生能源通过快速功率变换器接口接入电网受到广泛关注,但往往会引起电网等效惯量减少的频率稳定性问题。储能变换器(energy storage converter,ESC)采用基于二阶广义积分器–锁频环(second order generalized integrator frequency locked loop,SOGI-FLL)评估频率微分信号的虚拟惯量方法可有效提升电网惯量,但抑制电网电压扰动的能力有限。为此,该文提出4种基于频率微分原理的改进虚拟惯量策略:级联型SOGI-FLL、嵌入型SOGI-FLL、并联型SOGI-FLL和增强并联型SOGI-FLL频率微分策略。然后,分别建立5种策略的小信号模型,并给出详细的参数设计方法。此外,利用Matlab/Simulink软件对比研究5种策略在电网电压存在谐波、直流分量和间谐波扰动下评估频率微分信号的响应特性。仿真和实验结果表明,与SOGI-FLL频率微分策略相比,4种改进策略均能优化ESC的虚拟惯量响应性能。

摘要：首次提出可编程虚拟惯量发生装置的概念,它被定义为一个具有可调节虚拟惯量特性,能使用户体验不同动觉感受的手持感知装置。它的原理是根据装置受用户外力作用产生的加速度,驱动装置内部移动关节或转动关节的相对加速度运动来调整装置整体的惯性力或惯性力矩,从而使用户感知指定的虚拟惯量,体验需要的动觉感受。首先介绍了该装置的概念、工作原理及应用。完成了由三个独立旋转关节构成的三自由度可编程虚拟惯量发生器的机构设计,并对其进行动力学模型建立及工作原理分析。最后,用仿真验证该装置的性能。

摘要：为提升新型电力系统的频率稳定性、直观指导新能源或储能场站的控制参数的设计,提出基于频率响应模型的主动支撑型电源的虚拟惯量与有功-频率下垂系数可行域分析方法。在满足系统频率稳定约束下,详细计及主动支撑型电源功率与能量约束以及联络线功率约束,利用遍历法获得主动支撑型电源虚拟惯量与有功-频率下垂系数可行域。通过在PSCAD/EMTDC中搭建风电场接入标准IEEE 39节点系统与四机两区域系统算例,验证了所提方法的有效性。

摘要：针对统一潮流控制器(unified power flow controller,UPFC)在调节电力系统线路潮流过程中存在的功率不平衡引起的UPFC接入点电压、直流电容电压波动问题,构建UPFC的数学模型,设计稳压控制电流前馈,提出基于虚拟惯量的UPFC并联变换器控制策略,通过引入UPFC电容虚拟惯量,在并联变换器电压外环的基础上设计UPFC电容虚拟惯量控制环,以电网实际频率为输入量,降低潮流控制过程中的电压波动;为加快UPFC直流侧电容电压控制速度,将前馈补偿点进行了改进,在并联变换器dq轴有功无功分量控制环路中加入改进的前馈量,改善功率协调控制效果。搭建UPFC仿真模型,仿真结果表明,相比常规控制策略,该控制策略既保证了线路有功无功独立调节的功能,又有效地减少了电压的波动,提高了系统的响应速度。