基于自適應(yīng)虛擬慣性的微電網(wǎng)動(dòng)態(tài)頻率穩(wěn)定控制策略

劉 堯, 陳建福, 侯小超, 裴星宇, 李建標(biāo), 粟 梅

(1. 廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司珠海供電局, 廣東省珠海市 519000; 2. 中南大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院, 湖南省長(zhǎng)沙市 410000)

0 引言

分布式發(fā)電具有環(huán)境友好、范圍廣、高靈活性等明顯的優(yōu)勢(shì),近年來越來越受到社會(huì)各界的廣泛關(guān)注[1]。而微電網(wǎng)整合分布式發(fā)電的資源,通過電力電子變換器將發(fā)電側(cè)和用戶負(fù)荷連起來,作為整體可控的獨(dú)立電網(wǎng)[2]。相對(duì)于傳統(tǒng)的大電網(wǎng)而言,微電網(wǎng)具有一些固有特征:快速響應(yīng)能力、缺乏慣性緩沖和較低的過載能力。所以,儲(chǔ)能是保證微電網(wǎng)電力負(fù)荷供電質(zhì)量的關(guān)鍵,特別是針對(duì)隨機(jī)、高波動(dòng)性的負(fù)荷,儲(chǔ)能能起到平緩功率、提升電能質(zhì)量和提高系統(tǒng)穩(wěn)定性的作用[3-4]。

為了提高微電網(wǎng)系統(tǒng)的頻率動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性,利用儲(chǔ)能的思路受到研究者的關(guān)注[5],本質(zhì)上短期的儲(chǔ)能供應(yīng)為微電網(wǎng)提供了虛擬慣性[6-7],另一種思路是基于虛擬同步發(fā)電機(jī)(virtual synchronous generator,VSG)的控制技術(shù)[8-11]。文獻(xiàn)[8]提出并網(wǎng)同步逆變器用于模仿發(fā)電機(jī)的行為。文獻(xiàn)[9]提出一種新型的頻率控制模式來調(diào)節(jié)直流電壓,從而提供系統(tǒng)阻尼和慣性環(huán)節(jié)。文獻(xiàn)[10]闡述了旋轉(zhuǎn)式同步發(fā)電機(jī)和靜止式同步發(fā)電機(jī)的固有區(qū)別,對(duì)比分析了兩者的穩(wěn)定性。文獻(xiàn)[11]也在分布式電源(DG)逆變器中引入同步發(fā)電機(jī)的思想,并分析了存在中間直流擾動(dòng)時(shí)的系統(tǒng)穩(wěn)定性。盡管上述文獻(xiàn)[8-11]建立了逆變器和同步發(fā)電機(jī)的等效關(guān)系,但是不能提高系統(tǒng)頻率的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性。

另一方面,微電網(wǎng)傳統(tǒng)下垂控制模擬電力系統(tǒng)發(fā)電機(jī)的行為,通過DG的頻率和電壓調(diào)整自身輸出功率[12],然而該方法不能模擬同步發(fā)電機(jī)的暫態(tài)性能?！?br>