可再生能源具有污染小、儲量豐富以及可循環(huán)再生等優(yōu)點,因此傳統(tǒng)輸電網(wǎng)和配電網(wǎng)開始逐漸引入可再生能源。但是可再生能源發(fā)電系統(tǒng)往往需要通過電力電子設備接入大電網(wǎng),其響應速度很快但無法向電網(wǎng)提供慣性和阻尼,會對系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性產(chǎn)生較大影響。為了應對新能源的高滲透率帶來的穩(wěn)定問題,提升系統(tǒng)的慣量和阻尼具有很重要的研究意義。虛擬同步發(fā)電機（Virtual Synchronous Generator,VSG）技術仿照傳統(tǒng)同步發(fā)電機端口特性,控制功率電子器件使新能源系統(tǒng)的輸出呈現(xiàn)同步發(fā)電機特性,同時向電力系統(tǒng)提供虛擬慣量和阻尼;廣義Hamilton系統(tǒng)方法常用于研究非線性控制問題,可通過Hamilton理論方法完成系統(tǒng)控制器的設計。因此,本文將VSG技術與Hamilton理論方法結(jié)合,對VSG的自適應控制策略和多機控制策略進行研究,主要研究成果如下:（1）較為詳細地分析了同步發(fā)電機的工作原理,并結(jié)合Hamilton系統(tǒng)方法,綜合考慮勵磁系統(tǒng)數(shù)學模型和汽門開度模型,建立了四階VSG數(shù)學模型,為下文研究自適應控制策略和多機運行策略奠定基礎。（2）為了充分發(fā)揮VSG參數(shù)可調(diào)節(jié)的優(yōu)勢以及逆變器的控制系統(tǒng)的靈活... 

【文章來源】：華北電力大學河北省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

基于虛擬同步發(fā)電機的網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)

圖 2-2 虛擬同步發(fā)電機原理結(jié)構(gòu)圖在圖 2-2 中，Udc為理想的等效直流電壓源，在實際系統(tǒng)中可以等效為大伏電站或者風力發(fā)電廠等，由于本章研究重點為后級逆變器的 VSG 控制技忽略儲能設備與新能源出力之間的前級內(nèi)部控制而等效為輸出恒定不變的直流電壓源作為虛擬原動機向整個系統(tǒng)提供能量。實際電站中的多組變流器為一組 IGBT 開關管，Lf與 Cf是濾波電感與電容，構(gòu)成所必須的濾波電路逆變器出口的輸出電壓，u0和 i0分別是并網(wǎng)點電壓和流入大電網(wǎng)的電流，經(jīng)濾波電感的濾波電流�，F(xiàn)有的大部分虛擬同步發(fā)電機模型是基于二階同步發(fā)電機數(shù)學模型構(gòu)建模型并未考慮勵磁系統(tǒng)的變化特性；而在實用電力系統(tǒng)動態(tài)分析中，同步發(fā)三階模型相對簡單，同時也考慮了勵磁特性，因而得到較為廣泛的應用。有結(jié)果指出相比于單純考慮勵磁系統(tǒng)，同時考慮汽輪發(fā)電機組的汽門開度和勵統(tǒng)的控制器可以更好的協(xié)調(diào)汽門開度和勵磁系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)性[58]，并且在系出現(xiàn)內(nèi)、外擾動和白噪聲時也能表現(xiàn)出完全的系統(tǒng)自適應性和魯棒性。因文根據(jù)含一階靜止勵磁系統(tǒng)和汽門開度協(xié)調(diào)控制的同步發(fā)電機四階模型來

華北電力大學碩士學位論文 0qq'0d0dd''0qquxiuExi基于 Hamilton 系統(tǒng)方法的虛擬同步發(fā)電機模型建立完成。仿真分析節(jié)通過 Matlab/Simulink 仿真平臺搭建如圖 2-4 的單機無窮大系統(tǒng)，效性和準確性。其中含變流器的發(fā)電系統(tǒng)用理想直流源代替，系統(tǒng)50Hz。仿照傳統(tǒng)同步發(fā)電機取 VSG 控制器的具體參數(shù)見表 2-1。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于自適應Terminal滑模控制方法的VSG控制[J]. 嚴彬彬,王寶華.  電力自動化設備. 2018(10)
[2]基于自適應虛擬阻抗的虛擬同步機功率解耦控制策略[J]. 屈子森,蔡云旖,楊歡,董寧波,趙榮祥,韓俊飛.  電力系統(tǒng)自動化. 2018(17)
[3]虛擬同步發(fā)電機技術在風力發(fā)電系統(tǒng)中的應用與展望[J]. 柴建云,趙楊陽,孫旭東,耿華.  電力系統(tǒng)自動化. 2018(09)
[4]新能源場站虛擬同步發(fā)電機技術研究及示范應用[J]. 葛俊,宋鵬,劉漢民,劉輝,李智,王曉聲,朱斯.  全球能源互聯(lián)網(wǎng). 2018(01)
[5]基于虛擬振蕩器的微網(wǎng)逆變器并聯(lián)系統(tǒng)分析[J]. 屠勇,蘇建徽,杜燕,楊向真,徐華電.  電力自動化設備. 2017(09)
[6]基于三階模型的虛擬同步發(fā)電機控制策略[J]. 陳萌,肖湘寧,袁敞,陶順.  現(xiàn)代電力. 2017(05)
[7]基于線性化模型的虛擬同步發(fā)電機慣性和阻尼辨識[J]. 曾正,邵偉華.  電力系統(tǒng)自動化. 2017(10)
[8]基于Hamilton系統(tǒng)方法的VSG控制研究[J]. 馬燕峰,俞人楠,劉會強,趙書強.  電網(wǎng)技術. 2017(08)
[9]基于線路阻抗辨識的微電網(wǎng)無功均分改進下垂控制策略[J]. 陳曉祺,賈宏杰,陳碩翼,張麗.  高電壓技術. 2017(04)
[10]分布式發(fā)電虛擬同步發(fā)電機控制策略分析與比較[J]. 林巖,張建成,孟建輝.  華北電力大學學報(自然科學版). 2017(01)

博士論文
[1]主動配電網(wǎng)中分布式電源的虛擬同步發(fā)電機控制技術研究[D]. DANG NGOC HUY（鄧玉輝）.華北電力大學 2015
[2]微分代數(shù)方程Hamilton系統(tǒng)及其在電力系統(tǒng)穩(wěn)定控制中的應用研究[D]. 何斌.上海交通大學 2007

碩士論文
[1]基于哈密頓理論的電力系統(tǒng)穩(wěn)定器建模及對低頻振蕩的抑制研究[D]. 丁一峰.昆明理工大學 2016
[2]多虛擬同步發(fā)電機并聯(lián)運行時的環(huán)流抑制和功率分配問題研究[D]. 羅曼.電子科技大學 2016
[3]隨機時滯Hamilton系統(tǒng)的魯棒控制及其在電力系統(tǒng)中的應用[D]. 彭良紅.曲阜師范大學 2014
[4]多機電力系統(tǒng)勵磁和廣義Hamilton實現(xiàn)控制方法與應用[D]. 劉夢欣.上海交通大學 2008



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