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基于统一控制结构的新能源同步机控制与稳定性分析
1
作者
李晨阳
黄永章
+2 位作者
王岳
王哲凡
赵海森
《华北电力大学学报(自然科学版)》
北大核心
2025年第2期65-79,90,共16页
为全面提升高比例新能源电网的运行稳定性,提出了具有真实同步机接口的基于串联同步机结构的新能源同步机(motor generator pair,MGP)并网技术。为实现多场景下新能源采用MGP并网的稳定运行,需要全面研究其运行控制技术,然而目前尚未对...
为全面提升高比例新能源电网的运行稳定性,提出了具有真实同步机接口的基于串联同步机结构的新能源同步机(motor generator pair,MGP)并网技术。为实现多场景下新能源采用MGP并网的稳定运行,需要全面研究其运行控制技术,然而目前尚未对不同控制间的联系及其对MGP运行特性的影响进行系统研究。为此,首先本文建立了MGP通用的稳定分析模型并研究了三种基础的控制方法及其实验结果,比较了频率控制和矢量控制的差异性。其次,基于对MGP系统物理特性的理解,分析了其具备构网能力的基础。然后,根据控制环结构和功能对不同控制进行分类并建立了MGP的统一控制结构,揭示了控制环间的联系及其与机组外特性间的耦合关系。最后,基于统一控制结构研究了控制稳定性和协调控制策略:1)建立了MGP采用上述三种控制的状态空间模型,得到了控制参数的稳定范围;2)基于两种矢量控制系统的状态空间模型,揭示了转子角和锁相环动态对系统稳定性的影响;3)提出了独立型微电网中光伏和储能联合接入MGP的协调控制策略,并通过电磁暂态仿真验证了策略的有效性。
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关键词
高比例新能源
电网稳定性
新能源同步机
构网型
统一控制结构
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职称材料
自同步电压源永磁直驱风电机组的直流电压同步机制及其统一控制结构
被引量：
17
2
作者
秦垚
王晗
+3 位作者
邓桢彦
周党生
张建文
蔡旭
《高电压技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第1期31-41,共11页
新型电力系统呈现出新能源高比例渗透和电力电子装置高比例接入的“双高”特点,电压源控制是提高“双高”电网下风电机组并网稳定运行的有效方法。基于并网变换器直流电压同步并网的控制方法可有效实现永磁直驱风电机组的自同步电压源控...
新型电力系统呈现出新能源高比例渗透和电力电子装置高比例接入的“双高”特点,电压源控制是提高“双高”电网下风电机组并网稳定运行的有效方法。基于并网变换器直流电压同步并网的控制方法可有效实现永磁直驱风电机组的自同步电压源控制,但该控制方法下存在直流电压无法维持在设定值的问题。为解决上述问题,提出一种新型直流电压同步控制方法,在电网频率变化时控制直流电压始终维持在设定值,且使同步控制器的输出频率保留实时映射电网频率变化的特点。详细阐明了所提控制方法的同步机制,揭示了其与现有2种直流电压同步控制方法之间的本质联系与区别;在此基础上,提出上述3种直流电压同步控制方法的统一控制结构,并利用频域分析法对3种同步控制方法的动态特性、抗扰性以及阻尼特性进行了对比分析。搭建了2 MW永磁直驱风电机组的仿真模型和硬件在环实验平台,仿真和实验结果表明,所提的直流电压同步控制方法在直流电压维持恒定的前提下,同步频率可以准确实时映射电网频率变化,且扰动项对同步频率的影响不超过0.5%。
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关键词
风电机组
直流电容动态
自主同步
电压源
控制
统一控制结构
硬件在环实验平台
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职称材料
题名
基于统一控制结构的新能源同步机控制与稳定性分析
1
作者
李晨阳
黄永章
王岳
王哲凡
赵海森
机构
新能源电力系统全国重点实验室(华北电力大学)
华电(烟台)功率半导体技术研究院有限公司
出处
《华北电力大学学报(自然科学版)》
北大核心
2025年第2期65-79,90,共16页
基金
国家自然科学基金资助项目(52177041)
新能源电力系统国家重点实验室自主研究课题(LAPS202202).
文摘
为全面提升高比例新能源电网的运行稳定性,提出了具有真实同步机接口的基于串联同步机结构的新能源同步机(motor generator pair,MGP)并网技术。为实现多场景下新能源采用MGP并网的稳定运行,需要全面研究其运行控制技术,然而目前尚未对不同控制间的联系及其对MGP运行特性的影响进行系统研究。为此,首先本文建立了MGP通用的稳定分析模型并研究了三种基础的控制方法及其实验结果,比较了频率控制和矢量控制的差异性。其次,基于对MGP系统物理特性的理解,分析了其具备构网能力的基础。然后,根据控制环结构和功能对不同控制进行分类并建立了MGP的统一控制结构,揭示了控制环间的联系及其与机组外特性间的耦合关系。最后,基于统一控制结构研究了控制稳定性和协调控制策略:1)建立了MGP采用上述三种控制的状态空间模型,得到了控制参数的稳定范围;2)基于两种矢量控制系统的状态空间模型,揭示了转子角和锁相环动态对系统稳定性的影响;3)提出了独立型微电网中光伏和储能联合接入MGP的协调控制策略,并通过电磁暂态仿真验证了策略的有效性。
关键词
高比例新能源
电网稳定性
新能源同步机
构网型
统一控制结构
Keywords
high proportion of renewable energy resources
grid stability
motor-generator pair
grid-forming
unified control framework
分类号
TM341 [电气工程—电机]
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职称材料
题名
自同步电压源永磁直驱风电机组的直流电压同步机制及其统一控制结构
被引量：
17
2
作者
秦垚
王晗
邓桢彦
周党生
张建文
蔡旭
机构
上海交通大学电力传输与功率变换控制教育部重点实验室
深圳市禾望电气股份有限公司
出处
《高电压技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第1期31-41,共11页
基金
国家电网有限公司科技项目(5100-202040462A-0-0-00)。
文摘
新型电力系统呈现出新能源高比例渗透和电力电子装置高比例接入的“双高”特点,电压源控制是提高“双高”电网下风电机组并网稳定运行的有效方法。基于并网变换器直流电压同步并网的控制方法可有效实现永磁直驱风电机组的自同步电压源控制,但该控制方法下存在直流电压无法维持在设定值的问题。为解决上述问题,提出一种新型直流电压同步控制方法,在电网频率变化时控制直流电压始终维持在设定值,且使同步控制器的输出频率保留实时映射电网频率变化的特点。详细阐明了所提控制方法的同步机制,揭示了其与现有2种直流电压同步控制方法之间的本质联系与区别;在此基础上,提出上述3种直流电压同步控制方法的统一控制结构,并利用频域分析法对3种同步控制方法的动态特性、抗扰性以及阻尼特性进行了对比分析。搭建了2 MW永磁直驱风电机组的仿真模型和硬件在环实验平台,仿真和实验结果表明,所提的直流电压同步控制方法在直流电压维持恒定的前提下,同步频率可以准确实时映射电网频率变化,且扰动项对同步频率的影响不超过0.5%。
关键词
风电机组
直流电容动态
自主同步
电压源
控制
统一控制结构
硬件在环实验平台
Keywords
wind turbine generator
DC-link capacitor dynamic
self-synchronization
voltage source control
unified control structure
hardware-in-loop experiment platform
分类号
TM315 [电气工程—电机]
TP273 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于统一控制结构的新能源同步机控制与稳定性分析
李晨阳
黄永章
王岳
王哲凡
赵海森
《华北电力大学学报(自然科学版)》
北大核心
2025
0
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职称材料
2
自同步电压源永磁直驱风电机组的直流电压同步机制及其统一控制结构
秦垚
王晗
邓桢彦
周党生
张建文
蔡旭
《高电压技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
17
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职称材料
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