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含类虚拟同步发电机和柔性负荷的直流微电网大信号稳定控制方法 被引量：2
1
作者 王慧 赵书强 +3 位作者 陈旭博 孟建辉 田艳军 高本锋 《电工技术学报》 北大核心 2025年第3期705-716,共12页
直流微电网稳态工作点切换、负荷变化较大时经常会出现暂态失稳现象,属于比较典型的“大信号失稳”工况,传统基于小信号的解决方法难以应对。为此,该文提出一种考虑类虚拟同步发电机(AVSG)控制参数和柔性负荷灵活调节的稳定控制方法。... 直流微电网稳态工作点切换、负荷变化较大时经常会出现暂态失稳现象,属于比较典型的“大信号失稳”工况,传统基于小信号的解决方法难以应对。为此,该文提出一种考虑类虚拟同步发电机(AVSG)控制参数和柔性负荷灵活调节的稳定控制方法。首先建立直流微电网的Takagi-Sugeno(TS)模糊模型。然后,借助线性矩阵不等式(LMI)工具构建Lyapunov函数以估计目标稳态点的吸引域。若目标稳态点的最大估计吸引域(LEDA)包含初始稳态点,则系统是渐近稳定的;否则存在失稳的风险。此时,利用灵活可调的虚拟阻尼、虚拟惯量和柔性负荷等资源,让目标稳态点的LEDA直接或者间接包含初始稳态点,从而消除振荡失稳的风险。研究结果表明:基于吸引域理论改进虚拟阻尼和虚拟惯量等控制参数以及工作点运行轨迹,是一种实用且有效保障系统稳定运行的方法。最后,通过硬件在环仿真(HIL)进行了验证。 展开更多
关键词 直流微电网 大信号稳定 吸引域估计 类虚拟同步发电机 柔性负荷
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大型同步发电机定子分支电势对位移电压的影响
2
作者 张琦雪 司雨欣 +2 位作者 桂林 李华忠 王凯 《电力自动化设备》 北大核心 2025年第7期212-217,共6页
大型同步发电机正常运行时如果有明显的位移电压,则会扩大基波零序电压保护的死区,不利于发电机安全,同时也影响定子接地故障的准确定位。通过分析稳态的分布电容电流,引出电势不对称度的定义,三相分支电势不对称或者三相对地电容不均... 大型同步发电机正常运行时如果有明显的位移电压,则会扩大基波零序电压保护的死区,不利于发电机安全,同时也影响定子接地故障的准确定位。通过分析稳态的分布电容电流,引出电势不对称度的定义,三相分支电势不对称或者三相对地电容不均匀、不相等是产生位移电压的根本原因。从单根线棒出发,研究单个线圈及1个分支的电容电流,推导出π型等值电路的准分布电容参数模型。针对JH电厂350 MW发电机进行分析,三相分支电势不对称导致了位移电压;对比理论计算值和现场实测值,显示各电压基波有效值相对误差不超过5%,相位误差不超过5°,验证了理论分析及等值电路的有效性。 展开更多
关键词 大型同步发电机 中性点位移电压 准分布电容参数模型 定子单相接地故障 定子分支电势 π型等值电路
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基于虚拟同步发电机的船舶岸电并网自适应控制
3
作者 徐合力 吴启洋 高岚 《中国航海》 北大核心 2025年第2期110-117,126,共9页
为提高传统虚拟同步发电机控制的船舶岸电系统频率的稳定性,引入惯量和阻尼自适应变化的控制策略。首先通过虚拟同步发电机的有功功率小信号模型分析出惯量和阻尼对频率的影响,然后根据有功功率和角频率的暂态过程,列举出系统在非稳态... 为提高传统虚拟同步发电机控制的船舶岸电系统频率的稳定性,引入惯量和阻尼自适应变化的控制策略。首先通过虚拟同步发电机的有功功率小信号模型分析出惯量和阻尼对频率的影响,然后根据有功功率和角频率的暂态过程,列举出系统在非稳态不同阶段下惯量和阻尼的需求,以此设计一种使惯量和阻尼能随负载变化而自适应调整的控制方式,从而有效抑制岸电频率波动。仿真试验表明:与惯量和阻尼为定值的传统虚拟同步发电机控制相比,虚拟同步发电机自适应控制对岸电频率的调节有着更小的超调量、更短的调节时间和更优的调节精度,能有效改善系统的调频特性;且可以提高从岸电向船电转移有功功率的平滑程度。 展开更多
关键词 船舶岸电 自适应虚拟同步发电机 惯量和阻尼 并网控制
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基于漏磁引流效应的凸极同步发电机转子磁极不圆度检测
4
作者 武玉才 刘艳泽 +3 位作者 叶超 周天华 杨光勇 白雨卉 《电机与控制学报》 北大核心 2025年第7期1-11,共11页
大型凸极同步发电机组的转子磁极不圆度超出允许值时,易导致定子铁心剧烈振动、转子扫膛等运行事故。此类故障在电机漏磁场中呈现出相应特征,通过精准采集并分析机壳漏磁信号,可实现对转子磁极不圆度的在线检测。首先,分析转子磁极外缘... 大型凸极同步发电机组的转子磁极不圆度超出允许值时,易导致定子铁心剧烈振动、转子扫膛等运行事故。此类故障在电机漏磁场中呈现出相应特征,通过精准采集并分析机壳漏磁信号,可实现对转子磁极不圆度的在线检测。首先,分析转子磁极外缘在不同凹凸形态下引起的气隙磁场特征,基于发电机定子机壳导磁性,指出机壳漏磁通频谱中包含转子磁极不圆度的故障判据,即k/p次谐波分量;其次,提出在定子机壳紧密贴合U型铁心,人为制造引流回路增强漏磁通,并对其上缠绕的测量线圈感应电压进行频谱分析,实现对转子磁极不圆度故障的实时检测;最后,在一台凸极同步发电机组上完成故障模拟实验,结果表明,感应电压频谱的1/2和3/2次谐波幅值随故障加剧而增大,能够有效检测转子磁极不圆度故障。 展开更多
关键词 凸极同步发电机 转子磁极不圆度 漏磁通分析 引流效应 测量线圈 频谱分析
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考虑阻尼影响的虚拟同步发电机暂态同步稳定性量化分析 被引量：1
5
作者 张静怡 田震 +3 位作者 李锡林 黄萌 曹侃 查晓明 《电力系统自动化》 北大核心 2025年第7期13-24,共12页
随着新能源发电机组的大规模并网,电力系统面临严峻的暂态同步失稳风险。基于虚拟同步发电机(VSG)控制的构网型变流器通过模拟同步发电机组的动力学特性以实现与电网的同步,具有较好的频率和电压支撑能力。为精确量化虚拟惯量和阻尼对VS... 随着新能源发电机组的大规模并网,电力系统面临严峻的暂态同步失稳风险。基于虚拟同步发电机(VSG)控制的构网型变流器通过模拟同步发电机组的动力学特性以实现与电网的同步,具有较好的频率和电压支撑能力。为精确量化虚拟惯量和阻尼对VSG暂态同步稳定性的影响,文中提出一种基于迭代等面积法则的VSG暂态同步稳定性分析方法。基于能量守恒原理,通过设计迭代算法得到临界稳定条件下的变流器频率-功角分布函数,精确量化了VSG惯量和阻尼项做功对暂态过程中加减速面积的影响。通过比较不同控制器参数和电网参数下的暂态稳定域大小,量化了参数对暂态稳定边界的影响。最后,利用MATLAB/Simulink仿真和RT-LAB硬件在环实验验证了所提稳定性分析方法的有效性和优越性。所提出的迭代等面积法则保守性较低,可实现对暂态稳定边界的精确快速计算。 展开更多
关键词 构网型变流器 虚拟同步发电机 暂态同步稳定性 惯量 阻尼 迭代等面积法则
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计及电流限幅环节影响的虚拟同步发电机暂态稳定区间分析 被引量：1
6
作者 高凯 肖凡 +3 位作者 葛平娟 涂春鸣 邹凯星 肖泽坤 《电网技术》 北大核心 2025年第5期1951-1961,I0054,共12页
虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)的输出外特性与传统同步发电机(synchronous generator,SG)相似,因此VSG能够为电网提供电压与频率支撑。然而,在故障工况下,VSG存在与SG类似的功角失稳问题,且VSG无法承受过大的故障... 虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)的输出外特性与传统同步发电机(synchronous generator,SG)相似,因此VSG能够为电网提供电压与频率支撑。然而,在故障工况下,VSG存在与SG类似的功角失稳问题,且VSG无法承受过大的故障电流。由于VSG过流能力较弱,一般需要设置相应的电流限幅环节。加入电流限幅环节后,VSG暂态特性发生改变,暂态分析复杂度提升,目前电流限幅环节对VSG暂态稳定区间的影响尚不清晰。基于此,该文充分考虑电流限幅环节对VSG暂态稳定性的影响,分析得到故障全过程下VSG的暂态行为;接着,利用Runge-Kutta迭代算法及最小二乘数据拟合等分析手段,计算得到不同电流限幅倍数与不同故障深度下的极限切除角(critical clear angle,CCA)和极限切除时间(critical clear time,CCT),定量刻画了VSG暂态稳定区间,为继电保护等电网实际操作提供准确的理论指导。最后,仿真和实验证明了理论分析与暂态稳定区间分析结果的准确性。 展开更多
关键词 虚拟同步发电机 暂态特性分析 电流限幅环节 暂态稳定区间
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基于PSCAD的同步发电机组自定义建模及其初始化
7
作者 王俊磊 王顺亮 +3 位作者 马俊鹏 王鹏 何海林 刘天琪 《现代电力》 北大核心 2025年第4期695-703,I0005-I0007,共12页
机电暂态仿真已不能满足新型电力系统的仿真需求,但是若对包含大量同步发电机等传统机电元件的大电网进行电磁暂态仿真,将会面临“维数灾”。因此,对同步发电机进行简化是十分必要的。首先,提出了一套含两种等效电路的发电机组自定义建... 机电暂态仿真已不能满足新型电力系统的仿真需求,但是若对包含大量同步发电机等传统机电元件的大电网进行电磁暂态仿真,将会面临“维数灾”。因此,对同步发电机进行简化是十分必要的。首先,提出了一套含两种等效电路的发电机组自定义建模方案,可根据实际仿真需求选择不同阶数的同步发电机模型,以达到简化仿真模型的目的。其次,针对发电机组需要超长启动时间,不适合电磁暂态仿真的问题,提出了一套适用于自定义发电机组的初始化方法,使得系统在仿真之初就能到达稳态。最后,基于PSCAD仿真软件分别搭建单机模型、美国西部电网3机9节点系统模型,验证了所提同步电机自定义建模方法及其等效电路的准确性,以及初始化方法的可行性。 展开更多
关键词 同步发电机 PSCAD 电磁暂态仿真 自定义建模 初始化
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面向船舶微网的虚拟同步发电机并联运行功率分配控制策略
8
作者 祁星强 高迪驹 吴国栋 《上海海事大学学报》 北大核心 2025年第1期120-127,共8页
为解决虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)并联运行时,因线路阻抗的不同而造成无功功率难以精确分配的问题,提出一种下垂系数自适应调整的改进VSG控制策略。通过估计每台VSG设定的无功功率与实际输出无功功率的差值,进... 为解决虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)并联运行时,因线路阻抗的不同而造成无功功率难以精确分配的问题,提出一种下垂系数自适应调整的改进VSG控制策略。通过估计每台VSG设定的无功功率与实际输出无功功率的差值,进行下垂系数的自适应调整,从而实现各VSG输出的无功功率能够按照容量比进行精确分配。该策略无须测量线路阻抗,同时对VSG并联运行的功率分配参数设计方法进行探讨。仿真结果表明,与VSG控制策略相比,改进VSG控制策略可将最大负载功率时无功功率分配误差稳定值减小到1 V·A以下,系统环流稳定值减小到0.2 A以内。该改进策略在无功功率分配和系统环流减小方面具有更好的性能,能有效解决船舶微网中VSG并联运行时的无功功率分配问题。 展开更多
关键词 逆变器并联 虚拟同步发电机(VSG) 自适应下垂系数 功率分配
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永磁辅助同步磁阻起/发电机位置传感器零位标校方法
9
作者 谭越瑾 孔武斌 +2 位作者 刘子睿 李子旻 曲荣海 《电工技术学报》 北大核心 2025年第14期4494-4505,共12页
在航空起动/发电系统中,永磁辅助同步磁阻起/发电机兼具高功率密度和抗短路容错性能,有着良好的应用前景。由于该电机具有永磁磁链小、磁阻转矩大的特点,使用预定位法标校其位置传感器零位时,会出现转子稳定平衡点偏离电流矢量方向的现... 在航空起动/发电系统中,永磁辅助同步磁阻起/发电机兼具高功率密度和抗短路容错性能,有着良好的应用前景。由于该电机具有永磁磁链小、磁阻转矩大的特点,使用预定位法标校其位置传感器零位时,会出现转子稳定平衡点偏离电流矢量方向的现象。预定位法还存在易受摩擦转矩等干扰的问题。该文分析了磁阻转矩分量对预定位法的平衡点位置和定位精度的影响,推导了由摩擦转矩产生的角度误差的近似公式,得到了定位点和定位电流的选定依据。根据永磁辅助同步磁阻起/发电机的转矩特点,提出了一种新颖的基于不稳定平衡点的定位方法及其控制律的参数估计方法。所提方法利用PI控制器将转子保持在不稳定平衡点,从而可同时利用永磁转矩和磁阻转矩,有效减小摩擦转矩造成的误差。最后通过实验验证了所提定位误差估算模型和零位标校方法的有效性。 展开更多
关键词 位置传感器零位标校 永磁辅助同步磁阻起/发电机 转子位置检测 预定位法
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船舶同步发电机暂态功率均分控制方法 被引量：1
10
作者 董刚 宋佩颉 《舰船科学技术》 北大核心 2025年第4期112-116,共5页
船舶电力系统出现突发性负载时,发电机功率分配不均,会导致某些发电机承担过多的电流负载,出现过载现象,为解决此问题,研究船舶同步发电机暂态功率均分控制方法。模拟同步发电机的转子运动方程,建立虚拟同步发电机,利用虚拟同步发电机... 船舶电力系统出现突发性负载时,发电机功率分配不均,会导致某些发电机承担过多的电流负载,出现过载现象,为解决此问题,研究船舶同步发电机暂态功率均分控制方法。模拟同步发电机的转子运动方程,建立虚拟同步发电机,利用虚拟同步发电机通过下垂控制方法,按照每个虚拟同步发电机容量状态,设定等效下垂系数,调节各个发电机输出功率,便可完成暂态功率均分控制,为避免出现功率过冲,为虚拟同步发电机增设相同标幺值的虚拟电感,调整各发电机之间的阻抗匹配关系,保证船舶同步发电机暂态功率合理的均分控制。实验结果显示,该方法在暂态功率均分控制时,同步发电机功率分配均衡,未出现发电机过载情况,且并联同步发电机之间的并联环流数值波动平稳、输出电压稳定,暂态功率均分控制效果理想。 展开更多
关键词 船舶同步发电机 暂态功率 均分控制 虚拟同步发电机
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多虚拟同步发电机主导系统稳定性分析方法及提高措施综述
11
作者 胡秦然 巫绍辉 +5 位作者 韩汝帅 张旺 钱涛 全相军 侯凯 吴在军 《电力系统自动化》 北大核心 2025年第12期11-30,共20页
电网中电力电子设备的占比不断增加,其转动惯量的缺失以及与电网复杂的交互作用导致电力系统,特别是几乎全电力电子化的微电网系统面临严峻的频率安全挑战。虚拟同步发电机(VSG)技术通过模拟传统同步发电机的外特性,为电网提供了有效的... 电网中电力电子设备的占比不断增加,其转动惯量的缺失以及与电网复杂的交互作用导致电力系统,特别是几乎全电力电子化的微电网系统面临严峻的频率安全挑战。虚拟同步发电机(VSG)技术通过模拟传统同步发电机的外特性,为电网提供了有效的虚拟惯性支撑,未来将出现多VSG协同支撑新型电力系统运行的场景。确保VSG技术引入后电力系统的稳定运行是该技术能否大规模应用的关键,故需要重点研究VSG技术的稳定性问题。文中首先综述了主配电网中的VSG稳定性研究进展,介绍了VSG技术原理,梳理了电流源型VSG和电压源型VSG的拓扑结构和特性。接着,针对VSG单机本体到多机协同,详细介绍了小信号稳定和暂态稳定的主流分析方法和稳定性提升措施。然后,聚焦于微电网应用中VSG技术的稳定性问题,从微电网初建阶段到常态化调度阶段,从设备层面到系统层面,全时序多层次分析了VSG技术在其中面临的稳定性难点。最后,给出了VSG技术稳定性研究后续发展的设想和建议。 展开更多
关键词 新型电力系统 虚拟同步发电机 小信号稳定性 暂态稳定性 微电网 黑启动 集群控制
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考虑控制器限幅的多虚拟同步发电机系统暂态同步稳定性分析
12
作者 陆艺源 李宇骏 +5 位作者 杨冬梅 牟同鹏 刘菁锐 刘梦奇 惠嘉祺 杜正春 《电力系统自动化》 北大核心 2025年第7期25-34,共10页
为保护耐压耐流能力有限的电力电子器件,虚拟同步发电机(VSG)通常配置多种控制器限幅。在暂态过程中,这些限幅将不可避免地被触发。针对含电流和频率限幅的多台VSG嵌入式电力系统,分析了暂态同步稳定性并提出一种保证系统稳定的控制方... 为保护耐压耐流能力有限的电力电子器件,虚拟同步发电机(VSG)通常配置多种控制器限幅。在暂态过程中,这些限幅将不可避免地被触发。针对含电流和频率限幅的多台VSG嵌入式电力系统,分析了暂态同步稳定性并提出一种保证系统稳定的控制方法。首先,建立了含电流限幅的多VSG系统的动态模型,构造了暂态能量函数,并利用最近不稳定平衡点法得到了保证未触发限幅系统稳定的最大能量V (x)。然后,分析了频率限幅的影响,发现频率限幅上能量最低的仅具有动能的两个点就是离开边界点,并提出了触发频率限幅后重置系统运行点至这两个特殊离开边界点的控制方法。最后,通过优化方法,找到了令多VSG系统不进入电流限幅的最大能量Vcs,并基于V (x)和Vcs中的最小值配置了特殊离开边界点的频率限幅值,保证了含电流和频率限幅的多VSG系统的全局稳定性。通过9节点电力系统的仿真分析和硬件在环实验证明了所提理论的正确性。 展开更多
关键词 虚拟同步发电机 电流限幅 频率限幅 暂态同步稳定性 暂态能量函数 离开边界点
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永磁同步电动机指令滤波离散容错控制
13
作者 赵科淇 于金飞 +2 位作者 刘加朋 张加伟 于金鹏 《控制工程》 北大核心 2025年第3期409-415,474,共8页
提出了一种考虑输入电压波动的永磁同步电动机指令滤波神经网络自适应离散容错控制方法。首先,建立考虑输入电压波动的永磁同步电动机系统离散模型;其次,采用指令滤波器逼近非线性函数,处理反步法中的“因果矛盾”和“计算复杂性”等问... 提出了一种考虑输入电压波动的永磁同步电动机指令滤波神经网络自适应离散容错控制方法。首先,建立考虑输入电压波动的永磁同步电动机系统离散模型;其次,采用指令滤波器逼近非线性函数,处理反步法中的“因果矛盾”和“计算复杂性”等问题,结合神经网络自适应技术针对输入电压波动问题进行控制器设计;最后,通过李雅普诺夫稳定性理论验证了闭环系统半全局一致最终有界。实验结果证明,所设计的容错控制器能够积极降低电动机电压波动对系统稳定运行产生的影响,具有良好的鲁棒性。 展开更多
关键词 指令滤波反步 容错控制 神经网络 永磁同步电动机 离散
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永磁同步电动机的新型双矢量模型预测电流控制
14
作者 徐梓皓 戴肖肖 +3 位作者 张汉章 蒋连杰 吴元柱 马莉 《江苏大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期452-457,共6页
针对传统单矢量控制输出的电压矢量精度低和传统双矢量控制开关频率高的问题,提出了一种能够选择输出电压矢量顺序的双矢量模型预测控制算法.通过计算占空比和对比前后电压矢量选择输出电压顺序,对输出电压的开关信号进行重新排序,降低... 针对传统单矢量控制输出的电压矢量精度低和传统双矢量控制开关频率高的问题,提出了一种能够选择输出电压矢量顺序的双矢量模型预测控制算法.通过计算占空比和对比前后电压矢量选择输出电压顺序,对输出电压的开关信号进行重新排序,降低双矢量算法的开关频率.采用MATLAB/Simulink搭建仿真模型,验证提出策略的有效性.在基于RTU-BOX204控制器搭建的平台上完成试验.结果表明:新算法与传统单矢量控制相比具有更好的稳态响应,而与双矢量控制相比则具有更低的平均开关频率,同时减小了开关损耗. 展开更多
关键词 永磁同步电动机 模型预测控制 双矢量控制 开关频率 单矢量控制 延时补偿
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双三相永磁同步风力发电机共模等效电路
15
作者 李洁 庭黑斯 +1 位作者 郑晓春 梁硕 《电机与控制学报》 北大核心 2025年第5期76-84,共9页
准确建立双三相永磁同步风力发电机(DT-PMSWG)内部寄生电容的共模等效电路是评估轴电压和轴电流的关键。针对DT-PMSWG 2套三相绕组中性点隔离的拓扑结构,提出DT-PMSWG的共模等效电路。首先,以一台10 MW DT-PMSWG为研究对象,分析发电机... 准确建立双三相永磁同步风力发电机(DT-PMSWG)内部寄生电容的共模等效电路是评估轴电压和轴电流的关键。针对DT-PMSWG 2套三相绕组中性点隔离的拓扑结构,提出DT-PMSWG的共模等效电路。首先,以一台10 MW DT-PMSWG为研究对象,分析发电机内部寄生电容分布,给出寄生电容的几何解析计算式,采用有限元法计算和验证寄生电容数值。其次,考虑DT-PMSWG绕组中性点隔离对发电机寄生电容网络的影响,提出DT-PMSWG的共模等效电路,利用提出的共模等效电路推导发电机定子端共模电压(CMV)分压至轴承两端的电压比例“轴承分压比(BVR)”和轴电压的解析表达式。最后,建立DT-PMSWG系统的共模等效电路仿真实验模型,对比验证所提共模等效电路的有效性和准确性,研究结论可以为DT-PMSWG轴电压和轴电流的研究提供理论依据。 展开更多
关键词 双三相永磁同步风力发电机 寄生电容 共模等效电路 共模电压 轴电压
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基于虚拟力矩补偿的储能虚拟同步发电机阻尼特性分析与控制
16
作者 和萍 王明洋 +3 位作者 文福拴 李秋燕 潘志文 刘泽萌 《电力系统自动化》 北大核心 2025年第11期102-113,共12页
储能虚拟同步发电机(VSG)可有效增强电网的调节能力,但其固有的振荡特性也给电网的稳定运行带来较大风险。针对该情况,首先,建立计及虚拟励磁调节器(VER)和虚拟补偿环节影响的VSG与电力系统的小信号模型,确定影响系统稳定性的关键变量... 储能虚拟同步发电机(VSG)可有效增强电网的调节能力,但其固有的振荡特性也给电网的稳定运行带来较大风险。针对该情况,首先,建立计及虚拟励磁调节器(VER)和虚拟补偿环节影响的VSG与电力系统的小信号模型,确定影响系统稳定性的关键变量。接着,采用复数力矩系数法分析了VER与虚拟功率补偿(VPC)对系统阻尼特性的影响,发现VER会引入负阻尼力矩。为此,设计了储能VSG的功率解耦控制以消除VER的负阻尼特性。进一步,分析还发现VPC向系统提供的阻尼力矩会受到振荡频率的影响,在不同控制目标间还存在相互制约矛盾,导致VPC改善系统阻尼特性的能力受限。为此,提出了基于虚拟频率补偿(VFC)的VSG控制,所提控制在增强系统阻尼特性的同时,不会影响系统的动态响应能力,还消除了振荡频率对阻尼力矩的影响。最后,通过仿真验证了理论分析的准确性和所提控制的有效性。 展开更多
关键词 虚拟同步发电机 储能 稳定性 阻尼特性 复数力矩系数法 虚拟励磁调节器 虚拟功率补偿 虚拟频率补偿
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双三相永磁同步发电机扩展虚拟矢量模型预测电流控制
17
作者 许德志 王凤洋 +1 位作者 和阳 王少卿 《电气工程学报》 北大核心 2025年第3期28-39,共12页
模型预测控制因其原理简单、响应速度快以及处理非线性约束方便等优势,广泛应用于多相电机控制系统。但由于电机气隙磁场畸变及整流器开关器件死区时间等非线性因素引起的谐波电流,特别是映射到谐波子空间的谐波电流会增加系统损耗,影... 模型预测控制因其原理简单、响应速度快以及处理非线性约束方便等优势,广泛应用于多相电机控制系统。但由于电机气隙磁场畸变及整流器开关器件死区时间等非线性因素引起的谐波电流,特别是映射到谐波子空间的谐波电流会增加系统损耗,影响发电系统性能。为抑制双三相永磁同步发电机定子绕组中的谐波电流,在现有的十二虚拟矢量的基础上进一步扩展,虽然增加了控制集中候选电压矢量的数量,但运算量并未增大。所提扩展虚拟矢量模型预测电流控制不仅可以有效减少定子电流谐波,而且可以提高发电系统运行性能。最后,通过试验验证了所提控制策略的可行性和优越性。 展开更多
关键词 双三相永磁同步发电机 谐波抑制 模型预测电流控制 扩展矢量
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基于虚拟同步发电机参数优化的模糊自适应控制策略
18
作者 冯云龙 希望·阿不都瓦依提 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第14期5877-5885,共9页
针对基于虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)控制的并网逆变器存在的抗扰能力差和动态响应时间长的问题,提出了一种VSG的改进模糊自适应控制策略。首先,建立VSG小信号模型,分析虚拟惯量与阻尼系数对系统动态响应的影响... 针对基于虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)控制的并网逆变器存在的抗扰能力差和动态响应时间长的问题,提出了一种VSG的改进模糊自适应控制策略。首先,建立VSG小信号模型,分析虚拟惯量与阻尼系数对系统动态响应的影响。确定两参数取值范围并利用麻雀搜索算法对自适应策略中惯量和阻尼的初始值寻优。其次,分析系统受扰动后的角频率变化曲线,细化设计模糊规则。最后,在MATLAB/Simulink中搭建单机VSG模型,将不同控制策略进行对比。结果表明:在指令功率和负载功率突变时,本文所提模糊自适应策略不仅提高了系统响应速度,且抗扰动能力强。证明了研究成果的有效性。 展开更多
关键词 虚拟同步发电机 麻雀搜索算法 虚拟惯量 阻尼系数 模糊自适应控制
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基于谐波状态空间的永磁同步发电机风力发电系统建模及频率耦合分析
19
作者 戴烨敏 顾华 +2 位作者 林顺富 姚一鸣 刘持涛 《现代电力》 北大核心 2025年第2期247-255,共9页
随着“碳中和”、“碳达峰”目标提出及能源低碳转型等政策的推进,未来高比例新能源的接入使得电力系统电力电子化。高电力电子化的电力系统易发生频率耦合、谐波谐振等问题,严重时会引发系统不稳定。针对永磁同步风力发电系统,首先,基... 随着“碳中和”、“碳达峰”目标提出及能源低碳转型等政策的推进,未来高比例新能源的接入使得电力系统电力电子化。高电力电子化的电力系统易发生频率耦合、谐波谐振等问题,严重时会引发系统不稳定。针对永磁同步风力发电系统,首先,基于谐波状态空间理论搭建了闭环模式下的风机并网系统小信号模型;然后,推导了永磁同步风力发电系统谐波状态空间矩阵,成功绘制并定性分析了系统频率耦合关系;最后通过仿真模型结果与数学模型结果对比有效验证了所建模型精确性。 展开更多
关键词 永磁同步发电机 开关变换器 谐波状态空间 频率耦合 谐波传递函数
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永磁同步电动机驱动系统不对中故障的谐振自抗扰控制
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作者 吴朗 李生权 +2 位作者 罗琳 李喆 李娟 《江苏大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期458-464,489,共8页
针对永磁同步电动机(PMSM)系统转子不对中故障引起的转速波动,提出一种具有基于集成正弦扰动模型的谐振扩张状态观测器的谐振自抗扰控制(RADRC)策略.首先,利用转子不对中故障系统数学模型分析电动机受正弦干扰的故障形式,建立故障状态... 针对永磁同步电动机(PMSM)系统转子不对中故障引起的转速波动,提出一种具有基于集成正弦扰动模型的谐振扩张状态观测器的谐振自抗扰控制(RADRC)策略.首先,利用转子不对中故障系统数学模型分析电动机受正弦干扰的故障形式,建立故障状态下的机电耦合模型.其次,将控制系统中速度环采用的比例积分(PI)控制器替换成自抗扰控制器,以提高电动机系统的响应速度与稳态性能.然后,根据电动机所受正弦干扰对谐振扩张状态观测器进行优化设计,并利用前馈补偿减小不对中故障对系统性能的影响.最后,通过搭建永磁同步电动机驱动系统不对中故障的仿真模型与试验平台,开展基于RADRC策略和传统的自抗扰控制(ADRC)策略的调速性能对比验证.结果表明:当电动机转速在不对中故障干扰影响下波动时,利用RADRC策略不仅能够快速微超调跟踪给定转速,而且能够有效抑制转速的波动;当控制电流相同时,该策略更能迅速有效地对转速波动进行良好的抑制,提高了永磁同步电动机系统在不对中故障下的运行性能. 展开更多
关键词 永磁同步电动机 谐振扩张状态观测器 自抗扰控制 容错控制 不对中故障
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