VSG虚拟惯量动态区间控制策略

doi:10.3969/j.issn.1000-7229.2019.02.006

电力建设 ›› 2019, Vol. 40 ›› Issue (2): 45-53.doi: 10.3969/j.issn.1000-7229.2019.02.006

VSG虚拟惯量动态区间控制策略

宋振浩1，陆立民2，胥峥3，吕志鹏1，吴鸣1，赵婷1

1.中国电力科学研究院有限公司，北京市100192；2. 国网江苏省电力有限公司常州供电分公司，江苏省常州市 213000；3.国网江苏省电力有限公司盐城供电分公司，江苏省盐城市 224002

出版日期:2019-02-01
作者简介:宋振浩（1979），男，硕士，工程师，研究方向为微电网、分布式发电；陆立民（1970），男，硕士，高级工程师，研究方向为电力系统自动化；胥峥（1986），男，硕士，工程师，研究方向为电力系统稳定与控制、新能源并网技术；吕志鹏（1984），男，博士，研究方向为电力电子技术在微网及配网中的应用；吴鸣（1981），男，博士后，教授级高级工程师，研究方向为电力电子技术在微网及配网中的应用；赵婷（1991），女，硕士，工程师，研究方向为智能配电网相关的科研和管理工作。
基金资助:
国家自然科学基金青年基金项目（51507158）；国网江苏省电力公司科技项目（分布式发电虚拟同步集群控制技术研究）

Study on Virtual Inertia Dynamic Interval Control Strategy for VSG

SONG Zhenhao1， LU Limin2， XU Zheng3，LU Zhipeng1， WU Ming1， ZHAO Ting1

1. China Electric Power Research Institute， Beijing 100192， China；2.Changzhou Power Supply Branch of Jiangsu Electric Power Co.， Ltd.，Changzhou 213000，Jiangsu Province，China；3.Yancheng Power Supply Branch of Jiangsu Electric Power Co.， Ltd.，Yancheng 224002，Jiangsu Province，China

Online:2019-02-01
Supported by:
This work is supported by National Natural Science Foundation of China for Distinguished Young Scholar（No.51507158） and Science and Technology Project of State Grid Jiangsu Electirc Power Co.， Ltd.（Research on Clustering Control Technology of Distributed Virtual Synchronous Generator）.

摘要/Abstract

摘要： 随着高渗透率光伏发电系统接入大电网，光伏逆变器因为缺乏转动惯量支撑严重威胁了系统稳定性。根据传统发电机模型，建立了光储结合形式的虚拟同步发机电（virtual synchronous generator，VSG）等效模型。根据功率守恒原则，在光伏输出功率波动或者负载波动时，因储能环节的存在以及功率的可控性，蓄电池可以提供类似于同步发电机的转子暂态功率。由于蓄电池不同于转子通过转动储存能量的特性，在不同蓄电池荷电状态（state of charge，SOC）下，蓄电池可以提供不同的惯性支持，同时需要最小转动惯量来保证系统频率的稳定性。文章提出了根据蓄电池SOC变化和以频率改善为目的的改进VSG优化控制方案，最后通过MATLAB/simulink仿真，验证了其理论分析的有效性。

关键词: 虚拟同步发电机（VSG）, 转动惯量, 自适应, 荷电状态（SOC）, 频率改善

Abstract: With the high penetration of photovoltaic power generation system accessing power grid， due to the lack of the moment of inertia， the photovoltaic inverter seriously threatens the stability of the system. According to the traditional generator's model， the equivalent model of the virtual synchronous generator is established. According to the principle of power conservation， when the photovoltaic power output is fluctuating or the load fluctuates， due to the existence of energy storage and the controllability of its power， the battery can provide transient power similar to that on the rotor of the synchronous generator. Because characteristics of the battery is different from the rotor which stores energy through rotation， the battery provides different inertial support under different SOC state. At the same time， in order to ensure the stability of the system frequency， minimum moment of inertia is needed. In this paper， an adaptive optimal control scheme for VSG is proposed according to the change of SOC and the improvement of frequency. Finally， simulation results in MATLAB/simulink verify the effectiveness of the analysis.

Key words: virtual synchronous generator （VSG）, virtual inertia, self-adaption, state of charge, improvement of frequency

中图分类号:

TM 712

宋振浩，陆立民，胥峥，吕志鹏，吴鸣，赵婷. VSG虚拟惯量动态区间控制策略[J]. 电力建设, 2019, 40(2): 45-53.

SONG Zhenhao， LU Limin， XU Zheng3，LU Zhipeng， WU Ming， ZHAO Ting. Study on Virtual Inertia Dynamic Interval Control Strategy for VSG[J]. Electric Power Construction, 2019, 40(2): 45-53.

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