计及集群构网差异性的并网系统振荡机理

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作者 王祺 郭杰帅 +3 位作者 代林旺 王瑞明 张泽轲 郭一甫 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第8期3003-3015,I0013,共14页

虚拟同步发电机控制作为典型的构网技术,在为电网提供惯量和阻尼支撑的同时,也不可避免地带来功率振荡问题。在考虑分布式和差异性的集群并联系统中,有功功率的振荡机理尤为复杂。针对集群并网的机组阻尼差异性引起的功率振荡问题,该文... 虚拟同步发电机控制作为典型的构网技术,在为电网提供惯量和阻尼支撑的同时,也不可避免地带来功率振荡问题。在考虑分布式和差异性的集群并联系统中,有功功率的振荡机理尤为复杂。针对集群并网的机组阻尼差异性引起的功率振荡问题,该文详细分析并联机组间阻尼差的存在对系统稳定性的影响,厘清了阻尼差对并网系统的致稳规律。基于此,提出一种暂稳态阻尼差全局补偿策略,对并联系统的暂稳态阻尼差进行平抑补偿,在改善系统暂态特性的同时,校正系统的稳态输出误差。接着,基于所提控制策略建立状态空间小信号模型,研究引入的暂态功率补偿分量、稳态功率校正分量对并联系统稳定性的影响,结合根轨迹对相应的参数进行整定并提出相应的选取方法。最后,仿真验证所提策略改善由集群机组阻尼差引起的功率振荡问题的有效性。 展开更多

关键词 虚拟同步发电机 有功振荡 阻尼差 暂态功率补偿 稳态功率校正

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提高储能VSG并网有功响应性能的暂态阻尼策略 被引量：12

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作者 石荣亮 张群英 +3 位作者 王国斌 兰才华 黄冀 王斌 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期134-140,共7页

储能虚拟同步发电机(VSG)的并网有功在有功指令与电网频率2种扰动下存在动态超调与稳态偏差。提出有功微分反馈补偿(ADFBC)和有功微分前馈补偿(ADFFC)2种暂态阻尼策略,并在分别建立典型VSG、ADFBC和ADFFC 3种策略并网有功闭环小信号模... 储能虚拟同步发电机(VSG)的并网有功在有功指令与电网频率2种扰动下存在动态超调与稳态偏差。提出有功微分反馈补偿(ADFBC)和有功微分前馈补偿(ADFFC)2种暂态阻尼策略,并在分别建立典型VSG、ADFBC和ADFFC 3种策略并网有功闭环小信号模型的基础上,给出了相应的参数设计方法。仿真和实验对比结果均验证了所提ADFBC和ADFFC暂态阻尼策略可有效提高储能VSG并网有功响应,在2种扰动下其并网有功既无动态超调又无稳态偏差。 展开更多

关键词 虚拟同步发电机 动态超调 稳态偏差 有功微分反馈 有功微分前馈 小信号模型

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弱电网下自同步电压源低电压穿越双模式切换控制方法 被引量：1

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作者 柳丹 江克证 +3 位作者 康逸群 曹侃 刘芳 徐韫钰 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期77-85,共9页

针对弱电网情况下自同步电压源在低电压穿越时的瞬态过电压和过电流问题,推导电网阻抗、角度跳变、电压跌落深度下的数学方程,并分析影响过电压和过电流的关键因素,进而提出一种自同步电压源低电压穿越(LVRT)双模式切换控制方法,当电网... 针对弱电网情况下自同步电压源在低电压穿越时的瞬态过电压和过电流问题,推导电网阻抗、角度跳变、电压跌落深度下的数学方程,并分析影响过电压和过电流的关键因素,进而提出一种自同步电压源低电压穿越(LVRT)双模式切换控制方法,当电网正常运行时采用自同步电压源均衡控制方法,该方法基于虚拟阻抗并通过模拟阻抗来实现平衡电压环和电流环的控制能力;当电网处于电压跌落状态时采用基于强电流控制的LVRT模式,可有效提升电压跌落瞬态、低电压穿越过程以及电压恢复阶段的平滑过渡能力。并提出一种电压恢复控制策略,该控制策略基于多状态反馈跟随器,可有效抑制过渡过程中电压与电流瞬时变化,通过相位突变补偿控制策略抑制瞬态过电流冲击,帮助电网电压恢复。最后,利用Matlab/Simulink建模仿真软件验证该控制方法的可行性和优势性。 展开更多

关键词 自同步电压源 短路比 低电压穿越 虚拟阻抗 状态反馈

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虚拟同步发电机并联运行的阻抗匹配策略 被引量：20

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作者 张辉 王帆 +2 位作者 李晓强 杨帆 张倩 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2018年第9期69-74,共6页

在逆变器中加入转动惯量和阻尼,实现虚拟同步发电机(VSG)控制,可在兼顾本地负载平滑切换的同时提高交流母线频率稳定性。VSG并联按其容量配比对负载进行合理分配,但阻抗不同会对并联造成稳态误差,同样会影响动态性能。提出一种基于虚拟... 在逆变器中加入转动惯量和阻尼,实现虚拟同步发电机(VSG)控制,可在兼顾本地负载平滑切换的同时提高交流母线频率稳定性。VSG并联按其容量配比对负载进行合理分配,但阻抗不同会对并联造成稳态误差,同样会影响动态性能。提出一种基于虚拟阻抗的并联VSG控制方法,对励磁环节进行改进,实现对交流母线电压的控制,分析有功功率和无功功率运行特性;加入虚拟阻抗并得出阻抗匹配原则,分析虚拟阻抗在暂态过程中的效果。在MATLAB/Simulink中和实验台架上进行了两台VSG并联仿真和实验,结果表明,提出的控制策略可以抑制投切过程中的频率波动,提高VSG并联的稳定性。 展开更多

关键词 虚拟同步发电机 虚拟阻抗 稳态 暂态过程 阻抗匹配

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基于虚拟稳态同步阻抗的VSG输出阻抗与小信号建模分析 被引量：5

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作者 李明 张兴 +3 位作者 张行 张海峥 管玮琦 赵为 《电源学报》 CSCD 北大核心 2018年第6期11-17,共7页

虚拟同步发电机VSG(virtual synchronous generator)由于能够模拟同步发电机的运行特性而受到日益关注。通常而言,VSG通过下垂控制自动独立调节频率和电压,存在有功功率和无功功率易发生耦合振荡等问题,而虚拟稳态同步阻抗方案是一种能... 虚拟同步发电机VSG(virtual synchronous generator)由于能够模拟同步发电机的运行特性而受到日益关注。通常而言,VSG通过下垂控制自动独立调节频率和电压,存在有功功率和无功功率易发生耦合振荡等问题,而虚拟稳态同步阻抗方案是一种能够通过调整逆变器输出阻抗特性从而抑制功率耦合振荡的有效方案。首先,介绍了基于虚拟稳态同步阻抗VSG控制策略的基本原理,分析了该方案下的VSG输出阻抗特性,发现该方案下的输出阻抗可由设定的虚拟稳态同步阻抗决定,与逆变器自身的滤波器和闭环控制器等参数无关;然后,通过建立逆变器小信号模型,得出了虚拟稳态同步阻抗可以增加VSG系统低频域特征根阻尼比,有效抑制功率耦合振荡的结论;最后,结合Matlab/Simulink仿真和实验,进一步验证了基于虚拟稳态同步阻抗的VSG控制策略理论分析的正确性。 展开更多

关键词 并网逆变器 虚拟稳态同步阻抗 输出阻抗 虚拟同步发电机 小信号模型

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虚拟稳态同步负阻抗的VSG功率解耦策略 被引量：14

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作者 颜湘武 崔森 贾焦心 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2020年第18期102-113,共12页

伴随着分布式能源渗透率的逐渐提高,电力系统中的转动惯量相对减小,严重影响到系统安全稳定运行。其中虚拟同步发电机(Virtual Synchronous Generator,VSG)因具备同步发电机的相关特性而备受关注。针对VSG实际输出端口点到并网点的传输... 伴随着分布式能源渗透率的逐渐提高,电力系统中的转动惯量相对减小,严重影响到系统安全稳定运行。其中虚拟同步发电机(Virtual Synchronous Generator,VSG)因具备同步发电机的相关特性而备受关注。针对VSG实际输出端口点到并网点的传输功率过程中存在耦合而引起VSG功率控制产生稳态误差和动态振荡,从而引起下垂特性的变化的情况,在对动静态功率耦合机理分析的基础上,提出基于虚拟稳态同步负阻抗的功率解耦策略,更好地消除了功率环间的耦合作用。通过建立基于所提出的VSG新型功率解耦策略的全局状态空间小信号模型,证明了该解耦策略的有效性。最后,搭建了基于解耦策略的VSG实验平台。通过实验结果验证了所提解耦策略的有效性,消除了功率环间的耦合作用,增强了VSG有功功率和无功功率的动静态响应性能。 展开更多

关键词 VSG 下垂控制 功率解耦 动静态耦合 虚拟稳态同步负阻抗

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基于伪微分反馈改进的虚拟同步发电机策略 被引量：4

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作者 张赟宁 向芳洲 周小萌 《控制工程》 CSCD 北大核心 2020年第5期807-811,共5页

传统的虚拟同步发电机并网控制系统,当负荷发生阶跃扰动时,将导致系统频率偏离额定频率,产生稳态功率偏差。针对上述问题,文章提出了一种基于伪微分反馈(Pseudo Derivative Feedback,PDF)改进的虚拟同步发电机控制策略。该控制策略在前... 传统的虚拟同步发电机并网控制系统,当负荷发生阶跃扰动时,将导致系统频率偏离额定频率,产生稳态功率偏差。针对上述问题,文章提出了一种基于伪微分反馈(Pseudo Derivative Feedback,PDF)改进的虚拟同步发电机控制策略。该控制策略在前向通路采用积分环节来消除稳态功率偏差;在反馈回路采用伪微分反馈环节,能够降低系统的超调量,缩短系统的调节时间。最后通过仿真结果对比,证明了文章提出的基于PDF改进结构的优越性。 展开更多

关键词 虚拟同步发电机 伪微分反馈 有功控制 稳态性能 动态性能

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基于虚拟现实环境的脑机接口技术研究进展 被引量：30

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作者 孔丽文 薛召军 +4 位作者 陈龙 何峰 綦宏志 万柏坤 明东 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2015年第3期317-327,共11页

将脑-机接口(brain-computer interface,BCI)技术与虚拟现实(virtual reality,VR)相结合构成基于虚拟现实的脑-机接口(BCI-VR)新技术是最近在多媒体和娱乐领域出现的一种BCI应用新模式。BCI-VR兼取两者优势互补,同时又相互促进创新,显... 将脑-机接口(brain-computer interface,BCI)技术与虚拟现实(virtual reality,VR)相结合构成基于虚拟现实的脑-机接口(BCI-VR)新技术是最近在多媒体和娱乐领域出现的一种BCI应用新模式。BCI-VR兼取两者优势互补,同时又相互促进创新,显示出广阔应用前景。本文从BCI-VR系统基本构成、BCI对VR控制和VR对BCI影响等方面,较详细介绍了近年来BCI-VR的主要研究方法、研究进展和成就,并根据作者体会小结了目前存在的难点与未来的可能发展动向,以与读者交流、共同促进BCI-VR新技术的快速发展。 展开更多

关键词 脑-机接口 虚拟现实环境 视觉刺激 反馈 想象动作 稳态视觉诱发电位 事件相关电位

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考虑 VSG 构网储能暂态与稳态优化的自适应策略 被引量：17

9

作者 赵炳洋 赵波 +1 位作者 胡娟 张芳 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2023年第7期39-47,共9页

虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)型构网储能因其良好的阻尼与惯量支撑特性已被广泛关注,但VSG型构网储能难以抑制有功暂态存在的超调、振荡的同时削减有功稳态偏差,灵活性差。首先建立VSG型构网储能系统有功环的闭... 虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)型构网储能因其良好的阻尼与惯量支撑特性已被广泛关注,但VSG型构网储能难以抑制有功暂态存在的超调、振荡的同时削减有功稳态偏差,灵活性差。首先建立VSG型构网储能系统有功环的闭环小信号模型,由系统的特征方程、波特图以及根轨迹分析有功指令与电网频率扰动下的系统暂态与稳态特性。接着指出固定参数VSG型构网储能无法兼顾暂态存在的超调、振荡与稳态有功偏差。因此提出一种自适应VSG型构网储能控制策略,所提控制策略确保自适应参数平滑变化,抑制系统超调、振荡的同时,可削减稳态偏差。最后通过MATLAB/Simulink验证了所提控制策略的有效性。 展开更多

关键词 构网储能 虚拟同步发电机 动态优化 稳态优化 自适应控制

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基于有功前馈补偿的储能VSG并网有功振荡抑制策略 被引量：16

10

作者 石荣亮 兰才华 +3 位作者 王国斌 刘维莎 黄冀 王斌 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2023年第14期118-126,共9页

为解决传统储能虚拟同步机(virtual synchronous generator,VSG)的并网有功由于其一次调频系数与虚拟阻尼系数相互耦合而存在稳态偏差与动态振荡难以兼顾的问题,提出一种基于有功前馈补偿的储能VSG并网有功动态振荡抑制策略。该策略利... 为解决传统储能虚拟同步机(virtual synchronous generator,VSG)的并网有功由于其一次调频系数与虚拟阻尼系数相互耦合而存在稳态偏差与动态振荡难以兼顾的问题,提出一种基于有功前馈补偿的储能VSG并网有功动态振荡抑制策略。该策略利用有功经一阶低通滤波器后前馈至并网有功闭环控制回路,通过调节前馈系数优化储能VSG并网有功的动态性能且无需进行微分运算,同时不影响储能VSG的一次调频特性。然后,建立基于有功前馈补偿的储能VSG并网有功闭环的小信号模型,并给出前馈系数的整定方法。最后,利用仿真与实验测试对比结果共同验证了所述策略在有功指令与电网频率2种阶跃扰动下可有效消除储能VSG并网有功的稳态偏差及其动态振荡,且不存在频率过冲的风险。 展开更多

关键词 虚拟同步机 稳态偏差 动态振荡 有功前馈补偿 小信号模型 频率过冲

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储能虚拟同步机的并网阻尼特性分析与改进策略 被引量：9

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作者 石荣亮 王斌 +2 位作者 黄冀 王国斌 兰才华 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期30-38,共9页

针对储能虚拟同步机(VSG)并网运行时在有功功率指令与电网频率扰动条件下存在有功功率动态振荡与稳态偏差的问题,提出一种基于有功功率微分反馈的暂态阻尼优化策略。首先给出储能VSG的控制原理,建立储能VSG在有功功率指令与电网频率扰... 针对储能虚拟同步机(VSG)并网运行时在有功功率指令与电网频率扰动条件下存在有功功率动态振荡与稳态偏差的问题,提出一种基于有功功率微分反馈的暂态阻尼优化策略。首先给出储能VSG的控制原理,建立储能VSG在有功功率指令与电网频率扰动下的并网有功闭环小信号模型,分析阻尼系数对输出有功的动态振荡与稳态偏差的影响规律,在此基础上提出基于有功功率微分反馈的暂态阻尼改进策略并给出其参数设计方法,最后利用仿真与实验验证了所述阻尼优化策略在抑制有功功率动态振荡与消除稳态偏差方面的有效性与优越性。 展开更多

关键词 储能虚拟同步机 动态振荡 稳态偏差 暂态阻尼 小信号模型

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