本文關(guān)鍵詞：虛擬同步發(fā)電機的同步頻率諧振機理和阻尼抑制，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：世界能源危機和環(huán)境問題的不斷加劇,推動了風(fēng)能、太陽能等可再生能源的規(guī)�；l(fā)展。電力電子變流器作為可再生能源和電力系統(tǒng)的重要接口,通過先進的控制技術(shù),模擬同步發(fā)電機的特性,被視為解決高滲透率新能源并網(wǎng)問題的有效方案之一。由此,催生了虛擬同步發(fā)電機控制技術(shù)。本文聚焦虛擬同步發(fā)電機控制技術(shù)中的同步頻率諧振問題,通過推導(dǎo)精確的動態(tài)模型,探索同步頻率諧振的產(chǎn)生機理及其抑制策略。1.推導(dǎo)了適用于寬頻域的虛擬同步發(fā)電機動態(tài)矢量模型,與同步發(fā)電機的經(jīng)典模型對比,該模型包含電感磁鏈的動態(tài)過程,適用于虛擬同步發(fā)電機的靜態(tài)和動態(tài)性能分析�；趧討B(tài)矢量模型,推導(dǎo)了有功-功角和無功-電壓的小信號關(guān)系式,揭示了同步頻率諧振的產(chǎn)生機理。并詳細分析了同步頻率諧振對系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響。通過8kVA的實驗平臺驗證了上述理論分析的正確性。2.求解了虛擬同步發(fā)電機變量之間的耦合關(guān)系,建立了動態(tài)耦合模型。發(fā)現(xiàn)有功-無功的耦合效應(yīng)加劇了同步頻率諧振,等效于“負阻尼”的作用,進一步降低了系統(tǒng)的穩(wěn)定裕度。而且耦合效應(yīng)隨著有功控制環(huán)和無功控制環(huán)帶寬的增大而增強。最后通過實驗結(jié)果對比,驗證了有功功率和無功功率的動態(tài)耦合效應(yīng)。3.根據(jù)同步頻率諧振的產(chǎn)生機理,從優(yōu)化控制參數(shù)和增大阻尼系數(shù)的角度出發(fā),分別提出了適用于有功控制環(huán)和無功控制環(huán)的諧振抑制策略,并闡述了抑制方案的實現(xiàn)方法和物理意義。最后,通過實驗驗證了提出的諧振抑制策略的有效性。本文通過建立虛擬同步發(fā)電機的動態(tài)數(shù)學(xué)模型,揭示了虛擬同步發(fā)電機固有的同步頻率諧振問題及其影響。針對諧振問題,提出了行之有效的抑制方案,為虛擬同步發(fā)電機的控制系統(tǒng)設(shè)計提供了理論指導(dǎo)。
【關(guān)鍵詞】：并網(wǎng)變流器 虛擬同步發(fā)電機 電磁動態(tài) 同步頻率諧振 動態(tài)耦合 諧振抑制
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM31
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• Abstract7-10
• 第1章 緒論10-20
• 1.1 課題研究背景10-11
• 1.2 電壓源型并網(wǎng)變流器的控制方案11-15
• 1.2.1 電流矢量控制11-13
• 1.2.2 功角控制13-14
• 1.2.3 虛擬同步發(fā)電機控制14-15
• 1.3 虛擬同步發(fā)電機控制的研究現(xiàn)狀15-18
• 1.4 虛擬同步發(fā)電機與同步發(fā)電機的區(qū)別18-19
• 1.5 論文主要研究內(nèi)容19-20
• 第2章 同步頻率諧振的產(chǎn)生機理與不利影響20-41
• 2.1 虛擬同步發(fā)電機的動態(tài)矢量模型20-23
• 2.1.1 dq軸參考坐標(biāo)系模型20-21
• 2.1.2 考慮電磁動態(tài)過程的VSG矢量模型21-23
• 2.1.3 與同步發(fā)電機經(jīng)典矢量模型的區(qū)別23
• 2.2 虛擬同步發(fā)電機的動態(tài)小信號模型23-28
• 2.2.1 有功-功角傳遞函數(shù)24-26
• 2.2.2 無功-電壓傳遞函數(shù)26-28
• 2.3 同步頻率諧振現(xiàn)象(SFR)28-29
• 2.4 對系統(tǒng)穩(wěn)定性的不利影響29-34
• 2.4.1 系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)29-31
• 2.4.2 對系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響31-34
• 2.5 實驗驗證34-39
• 2.6 本章小結(jié)39-41
• 第3章 有功功率和無功功率的動態(tài)耦合效應(yīng)41-51
• 3.1 考慮有功-無功耦合的動態(tài)模型41-44
• 3.1.1 有功-電壓傳遞函數(shù)41-42
• 3.1.2 無功-功角傳遞函數(shù)42
• 3.1.3 帶無功耦合的有功功率控制環(huán)42-44
• 3.2 有功-無功耦合對SFR現(xiàn)象的影響44-48
• 3.3 實驗驗證48-50
• 3.4 本章小結(jié)50-51
• 第4章 同步頻率諧振的抑制策略51-63
• 4.1 有功功率控制環(huán)的諧振抑制51-55
• 4.1.1 增大虛擬慣性J51-52
• 4.1.2 加入有源阻尼R_v52-54
• 4.1.3 兩種抑制策略的配合54-55
• 4.2 無功功率控制環(huán)的諧振抑制55-57
• 4.2.1 增大勵磁系數(shù)k_q55-56
• 4.2.2 加入有源阻尼R_v56
• 4.2.3 兩種抑制策略的配合56-57
• 4.3 實驗驗證57-62
• 4.4 本章小結(jié)62-63
• 第5章 總結(jié)與展望63-65
• 5.1 論文工作總結(jié)63
• 5.2 今后工作展望63-65
• 參考文獻65-70
• 作者簡歷70-71
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論文71

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本文編號：361026