基于改进虚拟振荡器和滑模控制的光储微电网控制策略

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作者 李占凯 李明哲 +3 位作者 张福民 赵坚 檀世豪 邴绍洋 《可再生能源》 北大核心 2025年第1期76-82,共7页

针对下垂控制模式下的光储微电网动态响应性能较差、受外界扰动时超调量较大的问题。文章提出了一种基于改进虚拟振荡器控制和滑模控制的光储微电网控制策略。光储微电网中光伏系统采用两级式结构,前级DC-DC变换器采用滑模控制,以增强... 针对下垂控制模式下的光储微电网动态响应性能较差、受外界扰动时超调量较大的问题。文章提出了一种基于改进虚拟振荡器控制和滑模控制的光储微电网控制策略。光储微电网中光伏系统采用两级式结构,前级DC-DC变换器采用滑模控制,以增强微电网对外部干扰的鲁棒性;后级逆变器采用引入最大功率点追踪算法的虚拟振荡器控制,使光伏电池实现最大功率点追踪控制,提高了微电网的动态响应速度。储能系统逆变器采用虚拟惯性的虚拟振荡器控制,将惯量及阻尼特性引入虚拟振荡器控制中,为光储微电网提供可靠的功率和频率支撑。最后,基于Matlab/Simulink平台搭建了光储微电网的仿真模型,与传统下垂控制策略的仿真结果进行对比,验证了本文所提控制策略的可行性及有效性。 展开更多

关键词 虚拟振荡器控制 滑模控制 光储微电网 频率支撑

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不平衡电网下基于虚拟振荡器控制的并网逆变器控制策略

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作者 潘鹏程 任梦维 +2 位作者 王世青 薛飞 王秋杰 《现代电子技术》 北大核心 2025年第18期83-90,共8页

针对基于传统虚拟振荡器控制的并网逆变器接入不平衡电网时输出电流三相不平衡及输出功率的二倍频波动问题,提出一种改进虚拟振荡器控制策略。首先,在传统虚拟振荡器控制基础上引入电压、电流正负序分离方法;其次,增设电流环输入指令计... 针对基于传统虚拟振荡器控制的并网逆变器接入不平衡电网时输出电流三相不平衡及输出功率的二倍频波动问题,提出一种改进虚拟振荡器控制策略。首先,在传统虚拟振荡器控制基础上引入电压、电流正负序分离方法;其次,增设电流环输入指令计算环节,采用正负序组合方式设计电流环,并设计了虚拟振荡器控制的预同步模块;最后,在Matlab/Simulink平台搭建基于虚拟振荡器控制的并网逆变器系统仿真模型。研究结果表明:在不平衡电网下,采用所提控制策略的输出电流三相平衡,谐波畸变率为1.66%,有功及无功功率波动幅值分别减小47.4%和35%。因此,所提方法使得输出电流三相平衡并且波形质量良好,也一定程度上抑制了功率的二倍频波动。 展开更多

关键词 虚拟振荡器控制 并网逆变器 不平衡电网 正负序分离 预同步 控制策略

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孤岛下基于虚拟振荡器控制的构网型并联逆变器电压控制策略 被引量：2

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作者 王仕韬 郭方正 +4 位作者 李立 宋新新 刘矞 宋蕙慧 李经纬 《电力自动化设备》 北大核心 2025年第1期131-138,183,共9页

现有基于虚拟振荡器控制的构网型并联逆变器由于控制参数耦合,存在母线电压谐波含量高、受负载影响波动大的问题,降低了孤岛模式下的供电质量。因此,针对电压建立阶段和电压维持阶段的不同需求,通过优化虚拟振荡器参数提出了谐波抑制方... 现有基于虚拟振荡器控制的构网型并联逆变器由于控制参数耦合,存在母线电压谐波含量高、受负载影响波动大的问题,降低了孤岛模式下的供电质量。因此,针对电压建立阶段和电压维持阶段的不同需求,通过优化虚拟振荡器参数提出了谐波抑制方法。基于逆变器输出特性,提出了调压方法。结合参数滚动优化方法将谐波抑制和调压关联,形成电压控制策略。此外,建立了基于虚拟振荡器控制的并联逆变器系统带阻感性负载的小信号状态空间模型。结果表明,在所提电压控制策略下,并联系统的母线电压总谐波畸变率能降低至1.13%,负载切换时母线电压能快速恢复稳定,在轻载、额定和重载3种工况下,系统状态矩阵的主导特征值均位于左半复平面内,系统是渐近稳定的。 展开更多

关键词 并联逆变器 构网型控制 虚拟振荡器控制 调压 稳定性分析

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基于虚拟振荡器控制的储能变流器控制策略研究 被引量：1

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作者 夏向阳 蒋戴宇 +5 位作者 曾小勇 龚芬 吴小忠 华夏 罗彦鹏 石超 《中国电力》 CSCD 北大核心 2024年第11期70-77,共8页

针对传统储能变流器控制方法存在的同步速度较慢、有功功率跟踪效果欠佳的问题,提出了一种基于虚拟振荡器控制的储能变流器控制策略。该策略基于虚拟振荡器控制,采用优化惯性权重和学习因子的改进粒子群算法整定控制器参数,避免了有功... 针对传统储能变流器控制方法存在的同步速度较慢、有功功率跟踪效果欠佳的问题,提出了一种基于虚拟振荡器控制的储能变流器控制策略。该策略基于虚拟振荡器控制,采用优化惯性权重和学习因子的改进粒子群算法整定控制器参数,避免了有功和无功功率的测量,具有比传统下垂控制更好的动态响应。最后,针对储能系统中2台并联储能变流器在负荷突变情况下进行了相应控制,仿真结果表明,所提新型控制方法具有更快的同步速度和更好的有功功率跟踪性能。 展开更多

关键词 虚拟振荡器控制 虚拟同步机 下垂控制 粒子群优化 储能变流器

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面向构网逆变器的虚拟振荡器控制技术:统一设计框架与关键问题探讨 被引量：10

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作者 史亚帆 许寅 +1 位作者 吴翔宇 时珊珊 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2024年第6期2251-2261,I0003,I0004,共13页

虚拟振荡器控制是近年来新兴的逆变器构网型控制方式,相较于下垂控制、虚拟同步发电机控制等现有构网型控制而言,其在动态响应速度与大扰动稳定性等方面具有优势。首先基于已有研究介绍了虚拟振荡器控制的基本原理及现有类型,接着针对... 虚拟振荡器控制是近年来新兴的逆变器构网型控制方式,相较于下垂控制、虚拟同步发电机控制等现有构网型控制而言,其在动态响应速度与大扰动稳定性等方面具有优势。首先基于已有研究介绍了虚拟振荡器控制的基本原理及现有类型,接着针对虚拟振荡器设计目前缺乏普适性的问题提出了虚拟振荡器控制的统一设计框架及详细设计步骤,并以自行设计的两类虚拟振荡器为例,通过时域仿真验证了所提设计框架的可行性;最后从功率调度能力、抗扰动稳定运行能力以及实际应用能力3方面针对目前限制虚拟振荡器控制技术发展的关键问题进行了梳理与探讨,并给出了解决思路与未来的研究方向。 展开更多

关键词 虚拟振荡器 构网逆变器 逆变器控制 稳定性 统一设计框架

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基于虚拟振荡器的微网逆变器并联系统分析 被引量：6

6

作者 屠勇 苏建徽 +2 位作者 杜燕 杨向真 徐华电 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2017年第9期24-30,共7页

对含虚拟振荡器(VOS)的微网中逆变器并联控制策略进行建模与稳定性分析。离网状态下,采用VOS控制的逆变器并联相当于VOS控制器本身的并联,且VOS采用数字控制器编程得到。系统环流抑制效果受VOS控制器中谐振参数与激励源(EXS)函数影响。... 对含虚拟振荡器(VOS)的微网中逆变器并联控制策略进行建模与稳定性分析。离网状态下,采用VOS控制的逆变器并联相当于VOS控制器本身的并联,且VOS采用数字控制器编程得到。系统环流抑制效果受VOS控制器中谐振参数与激励源(EXS)函数影响。建立VOS控制器二阶系统传递函数和并联同步等效模型,分析了其稳定性与稳定条件。负载阻抗的变化会影响并联逆变器输出稳定,设计EXS模块基于功率均分状态补偿负载电流扰动,提高了输出电压波形的质量。仿真结果验证了所提方法的可行性。 展开更多

关键词 逆变器 虚拟振荡器 微网 并联 建模

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虚拟振荡器控制的新型逆变器无线并联方案 被引量：10

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作者 屠勇 苏建徽 +1 位作者 杨向真 杜燕 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第15期4184-4191,共8页

该文提出了一种基于虚拟振荡器特性的具有自适应功能的逆变器无线并联控制方案,该方案使逆变器对外等效表现为一种RLC谐振电路和一个具有受控电流源与可控线性电阻双重特性的自适应模块并联的性质。虚拟振荡器的自适应模块通过端电压与... 该文提出了一种基于虚拟振荡器特性的具有自适应功能的逆变器无线并联控制方案,该方案使逆变器对外等效表现为一种RLC谐振电路和一个具有受控电流源与可控线性电阻双重特性的自适应模块并联的性质。虚拟振荡器的自适应模块通过端电压与输出电流协调控制,使并联系统各单元的输出可以同步运行,逐步减少环流。利用该方法控制3台容量相同的单相逆变器并联运行,而且在负载突变过程中能够保持端电压幅值与频率基本稳定,使得通过该方法控制的并联系统对外表现的电压特性更硬。论文通过Matlab/Simulink仿真验证了该方案的可行性。 展开更多

关键词 虚拟振荡器:逆变器控制 并联

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基于改进V/f控制和虚拟振荡器的光储微网黑启动控制策略 被引量：3

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作者 赵靖英 高天傲 张文煜 《电子测量技术》 北大核心 2023年第20期7-15,共9页

针对光储电站黑启动过程中存在的母线电压冲击过大、多光伏逆变器相位不同步等问题,研究光储微电网结构和微源控制方式,提出变d轴母线电压参考值的改进V/f控制策略。基于构网型虚拟振荡器,设计三相电路多并联逆变器并网自同步控制拓扑... 针对光储电站黑启动过程中存在的母线电压冲击过大、多光伏逆变器相位不同步等问题,研究光储微电网结构和微源控制方式,提出变d轴母线电压参考值的改进V/f控制策略。基于构网型虚拟振荡器,设计三相电路多并联逆变器并网自同步控制拓扑和策略。建立微电网仿真模型,提出不同工况下黑启动过程母线升压、光伏逆变器相位同步、微电网功率平衡实验方案。结果表明,基于提出的控制策略和拓扑,不同工况下弱电网黑启动过程的母线电压冲击减低,冲击电压由额定电压的5%降至2%以内;并联逆变器相位不同步程度减少,多逆变器最大相位差降至1%以内;储能单元0.03 s内可快速响应光伏功率和负载变化,黑启动过程平稳实现。 展开更多

关键词 光储微电网 黑启动 V/F控制 虚拟振荡器 控制拓扑 控制策略

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面向逆变器并联的虚拟振荡器控制技术综述 被引量：15

9

作者 林燎源 柯全 李平 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2022年第11期147-158,共12页

虚拟振荡器控制作为继下垂控制和虚拟同步机控制之后提出的新型多逆变器无互联线并联技术,因其独特的自同步机制和快速的动态响应性能等特点而成为当前的研究热点。从控制结构、多机同步运行机制和动力学特性方面论述了虚拟振荡器的控... 虚拟振荡器控制作为继下垂控制和虚拟同步机控制之后提出的新型多逆变器无互联线并联技术,因其独特的自同步机制和快速的动态响应性能等特点而成为当前的研究热点。从控制结构、多机同步运行机制和动力学特性方面论述了虚拟振荡器的控制原理;从功率控制策略、小信号稳定性、新型虚拟振荡器方案3个方面对虚拟振荡器控制技术的研究现状进行了全面综述;分析并总结了虚拟振荡器控制与下垂控制、虚拟同步机控制的对比研究。结合目前虚拟振荡器控制面临的若干关键问题,对未来研究方向和可能的相关解决思路进行了探讨。 展开更多

关键词 虚拟振荡器 逆变器 并联 功率控制 同步

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混合负载下基于虚拟振荡器控制的离网逆变器控制策略研究 被引量：8

10

作者 姜汉周 潘欢 纳春宁 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2023年第9期88-96,共9页

虚拟振荡器控制(virtual oscillator control,VOC)策略是一种新型分布式控制方法,在离网和并网逆变器中具有巨大的应用潜力。然而,当负载变化及非线性不平衡负载接入系统时,基于VOC的离网逆变器系统会存在频率偏差和谐波问题。针对上述... 虚拟振荡器控制(virtual oscillator control,VOC)策略是一种新型分布式控制方法,在离网和并网逆变器中具有巨大的应用潜力。然而,当负载变化及非线性不平衡负载接入系统时,基于VOC的离网逆变器系统会存在频率偏差和谐波问题。针对上述不足,通过分析混合负载对电力系统造成的影响,提出一种改进的VOC策略,并引入电压、电流正负序分离技术,设计了二次频率补偿器。同时改进了电压电流双闭环控制结构,进一步提高了系统抑制谐波的能力。在Matlab/Simulink平台中搭建了离网逆变器系统仿真模型。通过与传统VOC进行对比,验证了所提控制策略在解决频率偏差和抑制谐波问题中的有效性。 展开更多

关键词 离网逆变器 虚拟振荡器控制 混合负载 二次频率补偿 正负序分离

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基于范德波尔振荡器和PQ控制的微电网并离网协调控制策略 被引量：13

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作者 罗龙 李耀华 +1 位作者 李子欣 赵聪 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2023年第1期130-139,共10页

针对微电网中采用传统多层嵌套的并离网下垂控制系统存在动态响应速度较慢、均流性能较差等问题,提出了一种基于范德波尔虚拟振荡器控制器(VOC)和PQ控制的微电网并离网协调控制方法。在微电网并网运行时,通过对离网VOC引入并网电流反馈... 针对微电网中采用传统多层嵌套的并离网下垂控制系统存在动态响应速度较慢、均流性能较差等问题,提出了一种基于范德波尔虚拟振荡器控制器(VOC)和PQ控制的微电网并离网协调控制方法。在微电网并网运行时,通过对离网VOC引入并网电流反馈,并对其谐振参数和电压倍率进行闭环调节,使VOC一直处于热备用状态,不仅使微电网中各发电单元拥有PQ控制的良好动态性能,还可实现并离网的平滑切换。在微电网转孤岛运行后,同样对VOC参数进行闭环调节,实现对微电网中公共耦合点(PCC)处负载电压的补偿以及对各发电单元更好的均流控制。给出VOC参数同步控制器与PCC处电压之间的关系,理论分析实现同步的机理。与基于传统下垂控制的并离网控制策略进行仿真对比,结果表明所提控制策略可以有效改善微电网在并网运行时的动态响应和孤岛运行时的均流性能。 展开更多

关键词 微电网 虚拟振荡器 并离网控制 PQ控制 协调控制

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构网型新能源调频控制技术综述

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作者 李卫星 潘韵同 +3 位作者 马欣彤 晁璞璞 孙广宇 金泳霖 《沈阳工业大学学报》 北大核心 2025年第5期545-557,共13页

【目的】随着新能源占比的持续提升,基于锁相环同步的传统跟网型控制在弱电网条件下逐渐暴露出稳定性不足的缺陷,具备自主同步源特性的构网型控制逐步成为热点解决方案,但当前研究大多聚焦于其电压或同步稳定特性,较少关注其频率调节能... 【目的】随着新能源占比的持续提升,基于锁相环同步的传统跟网型控制在弱电网条件下逐渐暴露出稳定性不足的缺陷,具备自主同步源特性的构网型控制逐步成为热点解决方案,但当前研究大多聚焦于其电压或同步稳定特性,较少关注其频率调节能力和特性。【方法】本文概述了下垂控制、虚拟同步机控制、匹配控制和虚拟振荡器控制这4种主流构网型控制方式的发展进程和调频控制原理,并从控制环路、适用场景等方面分析了以上方式的优势与不足。在此基础上,构建了新能源并网仿真模型,模拟分析了不同调频控制在多样化场景下的调频响应特性,总结了构网型控制在策略优化、参数整定和多机协同等方面所面临的挑战,并对其发展趋势进行了展望。【结果】下垂控制通过响应系统频率偏差调节机组有功功率,具有结构简单、电网强度适应性强的优点,但该控制方式缺乏惯量支撑,调频性能相对较弱;虚拟同步机控制在下垂控制的基础上,模拟了传统同步机的惯量响应特性,能更好地抑制系统频率变化性能,但面临参数整定、故障穿越和多机协同等挑战;匹配控制以直流电容的动态特性模拟传统同步机惯量特性,抑制了系统频率变化性能,但难以在频率暂稳态区间长期为系统提供支撑;虚拟振荡器控制因幅值和频率由振荡器动态方程直接生成,调频响应类似下垂控制,但输出谐波含量较高难以满足并网要求。【结论】虚拟同步机控制在参与系统调频中凭借其兼顾调频性能和电网强度适应性的技术优势,成为构网型控制中最具前景的研究方向,但需要突破同步稳定、故障穿越和协同控制等技术难题。未来应针对控制策略与参数优化、多机协同控制等方面进行深化研究,进而推动构网型控制的规模化应用。 展开更多

关键词 新能源 构网型 调频控制 下垂控制 虚拟同步机控制 匹配控制 虚拟振荡器控制

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