基于VSG的分布式光伏发电系统控制研究

来源 :南昌大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhaojifeng177
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为实现社会的可持续发展,提高以光伏为代表的可再生能源在能源结构中的占比是当前我国能源发展的一个重要任务。分布式光伏发电是光伏发电的一个重要的组成部分,光伏电源发出直流电通过静止的并网逆变器将电能输入电网。若大量电能通过控制策略不当的逆变器接入电网则必然会导致电网中旋转容量相对下降,不利于电网的频率与电压保持相对稳定,给电网的稳定运行带来威胁。仿照同步发电机的数学模型,建立虚拟同步发电机(VSG)控制策略,令其作为逆变器的控制策略可使逆变器输出具有了同步发电机的惯性输出特性并可帮助支撑电网频率与电压。本论文研究了分布式光伏发电系统中基于VSG的并网逆变器控制技术。储能单元的并网逆变器使用VSG控制策略,建立有功频率控制环与无功电压控制环,内部电流环中采用准PR控制实现对电网信号的无差跟踪。搭建基于VSG控制策略的储能单元并网的仿真模型,与传统的PQ控制策略对比验证VSG控制策略的优越性。针对VSG控制参数对动态调节性能影响较大的问题,提出一种转动惯量与阻尼系数协同自适应控制的VSG控制策略。根据数学模型分析控制参数对输出有功和频率的影响,得到相应结论后给出转动惯量与阻尼系数协同控制算法,建立仿真模型验证其对比参数固定的VSG可以获得更加优异的动态响应性能。最后,建立分布式光伏发电系统仿真模型,选择将光伏发电单元和储能单元通过各自的并网逆变器独立接入电网之中的结构,储能逆变器采用参数协同自适应控制的VSG控制策略。通过不同工况的仿真验证基于VSG的分布式光伏发电系统的有效性以及对比传统控制方式可对电网频率以及电压提供一定的支撑作用。
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