基于大容量儲能系統(tǒng)的微電網(wǎng)運行控制研究

牟曉春， 王佳佳， 孫守鑫， 張超， 吳雪瑞

(1．國電南瑞科技股份有限公司，江蘇 南京 210000；2. 河海大學(xué) 能源與電氣學(xué)院，江蘇 南京 210000；3.國網(wǎng)濰坊供電公司，山東 濰坊 310000； 4. 河南科技大學(xué) 電氣工程學(xué)院，河南 洛陽 471023)

0 引 言

以高效、經(jīng)濟(jì)和環(huán)保的可再生能源為主的分布式發(fā)電技術(shù)得到越來越多的應(yīng)用[1-3]。作為微電網(wǎng)的核心元件——并網(wǎng)變流器，其幾乎沒有轉(zhuǎn)動慣量，當(dāng)分布式電源的滲透率越來越高時，導(dǎo)致電力系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)動慣量和旋轉(zhuǎn)備用容量的相對減少，分布式電源和負(fù)載的功率波動，極易引起電網(wǎng)系統(tǒng)失去穩(wěn)定。由于缺少轉(zhuǎn)動慣量和阻尼的作用，在微電網(wǎng)模式轉(zhuǎn)換時,其輸出的電壓和頻率常為階躍式，對電網(wǎng)系統(tǒng)造成極大的沖擊，更有可能引起并網(wǎng)失敗。為此，將并網(wǎng)逆變器和同步發(fā)電機(jī)的特性結(jié)合起來，同時在分布式發(fā)電電源交流側(cè)配置儲能系統(tǒng)，并配以基于同步發(fā)電機(jī)模型的并網(wǎng)逆變器控制算法，這就是虛擬同步發(fā)電機(jī)(Virtual Synchronous Generator，VSG)技術(shù)[4-6]。

文獻(xiàn)[7-8]介紹了逆變器在孤島模式下的下垂控制策略，在孤島運行時提供電壓和頻率的參考值。文獻(xiàn)[9-14]提出微電網(wǎng)在并網(wǎng)時采用PQ控制，孤島時采用V/f控制，并給出了在不同工況下的仿真波形，但是當(dāng)微電網(wǎng)在兩種運行模式切換時，需要改變控制測略。

本文詳細(xì)地講述了虛擬同步機(jī)的算法、組成結(jié)構(gòu)以及理論基礎(chǔ)，并用MATLAB軟件分本體模型、有功功率-頻率控制器以及勵磁控制器三部分建立了VSG仿真模型?；赩SG的風(fēng)儲一體發(fā)電系統(tǒng)，進(jìn)行了并網(wǎng)、孤島、并網(wǎng)孤島模式轉(zhuǎn)換及孤島下切增負(fù)荷的仿真驗證。……