提炼能源转型问题的要素,强调应重视政策制定者、能源供应者等不同利益相关者行为的影响;梳理能源转型研究的不同目的,即解释（explanation）、预测（prediction）、推演（projection）及优化（optimization）等,研究的要点及面临的挑战;归纳能源转型研究范式的现状与不足;提出基于技术—经济—行为统计学模型—真实人混合交互仿真及反复推演,协...
在国内电力系统的新增装机容量中,新能源发电占据了主要成分,其并网渗透率快速上升,对电力系统的控制、调度和稳定性的影响也越来越大。与传统的大型同步发电机组相比,目前的新能源并网方式降低了电力系统的惯性和阻尼,导致系统频率和电压的抗扰性下降,特别是当电网中接入的新能源并网规模较大时,这一问题将更加突出。因此,有必要探讨新能源并网...
随着风电并网容量的不断提升,大量通过电力电子装置并网的风力发电机组使得现有电力系统的转动惯量缺失,造成系统频率稳定性下降等问题愈加严重。虚拟同步发电机技术可通过模拟传统同步发电机的运行特性,提高风机的并网等效惯量和阻尼系数及电网的风能渗透率。首先,论述了近年来虚拟同步发电机技术在风力发电系统中的研究进展,探讨了风能最大功...
虚拟同步发电机（VSG）技术可使新能源发电设备具有与同步机类似的频率和电压支撑能力,因此得到广泛关注。目前相关研究主要关注VSG本体模型及控制策略,同时工程应用场景主要为微电网。从大容量并网新能源VSG示范工程建设中遇到的难点出发,结合目前新能源发展中遇到的相关技术问题,将VSG并网后在复杂电网工况下的安全高效运行概括为VSG的并网适...
随着可再生能源渗透率的不断提高,同步电网的惯量和一次调频的能力都在不断下降,而如果可再生能源发电采用虚拟同步发电机（VSG）技术,则可以在大功率缺额冲击下对减小系统频率变化率和频率偏差做出应有的贡献。针对VSG研究中惯量支撑与一次调频功能定位不清晰的现状,亟须明确VSG在大电网中应用时此两者的功能定位需求。文中深入分析了VSG的惯量...
虚拟同步发电机与传统同步发电机具有相似的外特性,在大扰动下,虚拟同步发电机也具有与传统同步发电机相似的失稳机理。但是,与传统同步发电机相比,虚拟同步发电机逆变器会受到电流限幅的影响,功角曲线与传统同步发电机不同;同时虚拟同步发电机阻尼系数比同步发电机大得多,无法简单判断虚拟同步发电机的功角稳定性。因此,以虚拟同步发电机—无穷...
虚拟同步发电机通过模拟传统同步发电机的摇摆方程实现换流器的虚拟惯性控制,在大扰动下同样存在暂态失稳现象。文中分析了单机无穷大母线连接方式下虚拟同步发电机的暂态稳定性。首先,建立了虚拟同步控制的换流器的大信号模型并基于奇异摄动理论对系统进行降阶,通过与电磁暂态仿真模型进行对比验证了模型的正确性。然后,在此基础上引入胞映射方...
针对虚拟同步发电机（VSG）的输出功率在线路传输过程中存在耦合而引起功率控制产生稳态误差、动态振荡甚至发生控制失效的问题,在对功率耦合机理分析的基础上,提出了一种可松弛小功角约束条件的新型功率解耦方法,实现了更加精确的功率解耦。进而,对所提出的基于新型解耦方法的VSG建立了状态空间小信号模型,通过与传统方法对比分析证明：提出的...
在逆变器中加入转动惯量和阻尼,实现虚拟同步发电机（VSG）控制,可在兼顾本地负载平滑切换的同时提高交流母线频率稳定性。VSG并联按其容量配比对负载进行合理分配,但阻抗不同会对并联造成稳态误差,同样会影响动态性能。提出一种基于虚拟阻抗的并联VSG控制方法,对励磁环节进行改进,实现对交流母线电压的控制,分析有功功率和无功功率运行特性;加...
微电网作为分布式电源的有效载体,通过分布式电源并联连接形成独立电网。而微电网中传统下垂控制的输出频率动态响应速度快,在负荷频繁波动下易受到较大扰动。为了提高微电网频率的动态稳定性,文中提出了一种基于自适应虚拟惯性的同步发电机的控制策略,该方法模拟同步发电机的行为,构造频率变化率与虚拟惯性的关系,自适应改变虚拟同步发电机控制...
大规模的风电机组并网使电力系统面临惯量减小与调频能力不足的问题,而风机的虚拟惯量控制是解决这一问题的重要手段。当前,永磁直驱风电机组的虚拟惯量控制主要通过将电网频率引入其功率控制或转矩控制中,来实现风机对电网的功率支撑,风电机组仍采用锁相环实现与电网的同步。但在弱电网下,锁相环的动态性能将恶化,甚至会导致风机的失稳。为此,...
现有控制策略难以在电网频率发生波动时实现并网虚拟同步发电机（VSG）的恒功率控制与惯量、阻尼支撑相互协调控制。针对此问题,提出一种VSG的PQ控制模式,使得并网状态下VSG能够实现稳态恒功率运行,同时在动态过程中可以为系统提供惯量支撑。对比分析VSG功率环模型与基于虚拟功率的锁相环模型,提出将功率环模型校正为有零点典型二阶系统,在保持...
负荷虚拟同步机（LVSM）是一种电网友好型负荷并网接口,但其本身不具备低电压穿越能力。为此,文中提出一种适应电网对称与不对称故障的LVSM低电压穿越控制方法。首先,提出LVSM的统一拓扑及其基本控制策略。在基本控制策略的基础上增加电网电压正序分量提取、低电压穿越检测、功率指令变更策略、故障期间使能的负序电流抑制、故障期间电流环输入...
虚拟同步发电机（VSG）能够实现新能源机组友好并网。然而,传统的VSG技术主要适用于电网电压平衡工况,这使得VSG在电压不平衡情况下面临输出电流不平衡及过流等问题,为此提出一种基于动态电压补偿的VSG平衡电流控制架构及方法。通过负序电流抑制和峰值电流抑制策略,分别生成对应的补偿电压,使得VSG在电压不平衡时仍能输出平衡电流,且可抑制电网...
针对现有的具有谐波补偿功能的光伏逆变器只能就近补偿本地非线性负载的谐波而无法参与电网谐波治理及谐波治理贡献难以衡量的问题,研究了一种具有低次谐波抑制功能的虚拟电阻型光伏逆变器。分析了电阻对并网点谐波电压和电力系统谐振的抑制作用,基于此提出了虚拟电阻型光伏逆变器控制方法,用比例—积分控制器控制对并网点电压和电流进行快速傅...
双馈感应发电机（DFIG）虚拟同步控制策略可使DFIG为电网提供频率与电压支撑,改善其并网特性。现有虚拟同步控制策略的主要目标是模拟同步发电机机电动态特性,未深入探讨电磁暂态过程中如何对DFIG进行控制。分析了电网发生不对称故障时,基于虚拟同步控制的DFIG的故障特性;得出了现有虚拟同步控制策略难以抑制DFIG故障电流与电磁转矩振荡的结论。...
同步逆变器可模拟同步发电机的机械惯性及一次调频、调压特性,有助于改善配电网/微电网的运行性能。针对非理想电网条件下同步逆变器的关键技术展开了研究。在简要阐述同步逆变器基本模型的基础上,详细分析了非理想电网对入网电流的影响;提出了一种基于双二次广义积分的电感电流参考值改进算法,采用电网电压前馈的方法消除非理想电网电压带来的...
虚拟同步发电机（VSG）技术可模拟同步发电机（SG）运行特征,有助于并网系统和传统电源在电网中的协调运行。但其电压源特性增加了低电压穿越（LVRT）的运行难度,难以限制电流并提供适当无功支撑。为此,将传统SG并网无功调节原理应用于LVRT控制中,提出一种基于欠励磁状态运行的VSG的LVRT控制新方法。不改变原有VSG控制结构,对下垂特性、无功环和...
电网电压不平衡时,同步逆变器并网运行输出负序电流导致三相并网电流严重不平衡,进而使电网不稳定加剧,制约了其在新能源并网中的应用。针对此问题,对电网电压与逆变器输出电压未能同步而产生的不平衡电流进行机理分析,提出了一种抑制负序电流的新方法。该方法首先对逆变器输出电流进行态势预测,提前预知电流态势信息,然后将预测所得电流变化量...
对模拟转子运动方程和改变功率给定值两类光伏虚拟同步发电机调频控制策略和实现方式进行分析,对比研究了两类控制策略在调频启动时间、振荡风险、功率支撑方式、惯量响应死区等方面的差异。基于风光储电站虚拟同步发电机示范工程现场实测数据,研究了两类光伏虚拟同步发电机控制策略的实际支撑效果与差异化特征。针对现场实测中发现的两个性能缺...
随着可再生能源的渗透率越来越高,分布式电源面临多重挑战,虚拟同步发电机技术模拟同步发电机运行机制,成为有效解决方法之一。以双馈风电机组为研究对象,研究分析其虚拟同步控制策略,使双馈风电机组具有更大的惯性和频率支撑能力。内环采用改进型双馈风电机组定子电压、转子电流双闭环控制结构,并且建立定子电压控制模型及发电机输出阻抗模型。...
以含虚拟同步发电机（VSG）的多端柔性直流系统稳定性为研究对象,分别建立了VSG控制和矢量控制下电压源型换流器的传递函数模型,采用阻尼转矩分析法研究了VSG接入对直流系统自身稳定性的影响,得出如下结论：（1）＂直流系统注入VSG的功率恒定＂这一假设忽略了多端直流系统中VSG与剩余直流系统间的动态交互过程,导致其分析结果具有一定的局限性;...
针对两级双向充/放电机,提出一种接入微电网的电动汽车充电控制策略。首先,将虚拟同步机控制技术应用于前级AC/DC控制,引入虚拟惯量、阻尼和虚拟励磁,使得充电机具有与同步机类似的惯性阻尼特性和电压调节特性。然后,重点设计了辅助调频控制算法,根据考虑电动汽车的负载有功功率—频率特性曲线计算＂功率参考值修正量＂,改变电动汽车的充/放电功...
为更好地应对可再生能源装机容量不断提升而传统分布式储能系统容量小、电压等级低的问题,提出采用级联H桥拓扑实现单机电池储能系统（BESS）的高压、大容量化。为增强储能系统入电网友好性,对虚拟同步发电机（VSG）控制技术进行了研究,结合同步发电机的一次调频特性及调压特性,详细分析了同步发电机的二阶等效模型和VSG控制策略,建立VSG控制的...
针对储能电池真实运行工况开展评价和检测标准研究已受到业界关注,但尚未形成工况曲线的权威性分析结果。文中基于储能电池典型应用场景中的运行曲线,在未考虑时间序列关联分析工况中特征因子及不同置信度下静态配置值的基础上,提出一种基于时间序列关联分析并结合聚类法的典型工况提炼方法,分析储能电池在工况运行中出力的周期性变化规律、工作...
基于并联电阻扰动信号的配电网故障定位方法利用对外加扰动信号的追踪来实现定位,已在配电网故障定位中较为广泛应用。但该方法在实际应用中会出现施加扰动信号后故障特征变化规律不确定的问题,使得故障定位装置误判,导致故障定位失败。为此,文中建立了小电流接地系统等值电路,深入研究了扰动信号通过不同非故障相注入后单相接地故障电流的变化...
配电网模型的频繁变更和数据质量问题对配电自动化主站系统实时监控类应用会产生较大干扰,而主站新的建设模式对多用户并发维护提出更高的性能要求。提出基于多态机制的未来态配电网模型管理方案,在独立的环境下开展基于异动单的模型维护、遵循IEC 61970/61968标准的图模接入和校验、全量模型和增量模型相结合的版本管理,以及自动化调试工作,与...
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