Techniques of Automation & Applications | 91
虚拟同步机技术在电站式储能变流器中应用
李继凯,李长喜,王晓端,闫 铭
(许继集团有限公司,河南 许昌 461000)
摘 要:随着新能源发电技术的发展和微电网并网要求的提高,具有同步机功能的并网变流器成为一种发展趋势,但其存在单机
调节能力有限的缺点。具备虚拟同步机特性的大容量集中式储能系统,不但满足电站功率削峰添谷的储能要求,也具备调频调压的能力。本文针对大容量集中式储能系统控制算法、虚拟同步机关键技术、样机研制进行了研究,并通过仿真和样机试验验证了所研究的系统控制策略。
关键词:虚拟同步发电机;调压调频;谐振抑制;储能
中图分类号:TM74 文献标识码:A 文章编号:1003-7241(2018)11-0091-06
Application of Virtual Synchronous Machine Technology
in Power Station Energy Storage
LI Ji-kai, LI Chang-xi, WANG Xiao-duan, YAN Ming
( XJ Group Corpotarion, Xuchang 461000 China )
Abstract: With the development of new energy power generation technology and the requirement of micro-grid connection,
the grid-connected converter with synchronous machine function has become a development trend, but it has the shortcomings of limited capacity. With the characteristics of virtual synchronous machine large-capacity centralized energy storage system, not only to meet the power plant power cut peak plus storage requirements, but also have the ability to FM regulator. In this paper, the control technology of large capacity centralized energy storage system, the key technology of virtual synchronous machine and the development of prototype are studied, and the control strategy of the system is verified by simulation and prototype test.
Key words: virtual synchronous machine; fm regulator; harmonic suppression; energy storage
1 引言
光伏和风电等分布式并网逆变器,具有控制灵活、响应迅速等优点,但与传统同步机相比,存在缺少惯性和阻尼,难以参与电网调节[1-2],无法为配电网提供必要电压和频率支撑的缺点。
为了使并网逆变器能够与传统同步机一样具有优秀的调频调压能力,国内外学者提出了虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)技术。具体而言,就是借鉴同步发电机的机械方程和电磁方程,使并网逆变器模拟同步发电机的运行机理,即模拟同步机的有功调频、无功调压等特性,从而获得类似同步发电机的运
行特性[3]。
目前,国内诸多学者研究了并网逆变器应用虚拟同步机技术并网的技术。文献[4]研究了虚拟同步机并网预同步的方法,提出了基于虚拟功率和电压频率二次控制的新型预同步方法,实现了V S G 在不同模式下平滑切换。文献[5]研究了微电网中虚拟同步机有功、无功功率的跟踪控制,以及并网、离网模式间无缝切换等策略问题。以上文献的研究内容主要集中在风机、光伏等单元式虚拟同步机或者小容量储能装置的应用,对于配电网电压和频率的调控,需要各单元根据自身容量参与电网调节,这不仅不利于电网故障的快速调节,而且系统恢复后,逆变器不能同时进入转速恢复状态,以避免
收稿日期:2017-05-22
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