在接入分布式能源的过程中,光伏发电系统面临间歇性和波动性问题,对电网的稳定性带来巨大挑战。大量研究探索了各种控制策略来应对这些挑战,包括下垂控制、虚拟同步发电机 (VSG) 控制等。然而,现有方法往往难以为电力系统提供足够的惯性和阻尼支持,尤其是在动态条件下。本文旨在通过介绍一种基于改进的光储系统中有功功率环的自适应惯性控制方法来突破这些限制。该方法旨在优化分布式光伏接入过程中出现的冲击和不稳定现象,减少系统波动,降低振荡超调,提高系统的动态性能。首先,介绍了光伏电池和蓄电池的数学模型和控制方法。其次,解释了传统 VSG 的控制原理。然后,将自适应惯性算法纳入VSG控制的有功功率环中,提出了一种基于改进有功功率环的自适应惯性控制方法。最后,通过仿真验证了所提方法的有效性。
摘要:虚拟同步发电机(VSG)是现代电力系统中的重要概念和主要控制方法。基于功率电力的分布发电机在电网中的渗透提供了不确定性并减少了系统的惯性,从而增加了发生干扰时不稳定的风险。VSG通过引入同步发电机的动态特性来产生虚拟惯性,该发电机提供惯性并成为一种网格形成控制方法。VSG的缺点是要调整许多参数,并且其操作过程很复杂。然而,随着人工智能(AI)技术的快速发展,AI算法的强大适应性学习能力为该问题提供了潜在的解决方案。两个研究热点是深度学习(DL)和增强学习(RL)。本文对这两种技术以及Energy Internet(EI)中的VSG控制进行了全面综述。首先,引入了VSG的基本原理和分类。接下来,简要审查了DL和RL算法的开发。然后,总结了基于DL和RL算法的VSG控制的最新研究。最后,讨论了一些主要的挑战和研究趋势。
摘要:在高比例可再生能源并网系统中,传统的虚拟同步发电机(VSG)控制面临诸多挑战,特别是在电网电压跌落时难以保持同步,这可能导致电流过载和设备断线,影响系统的安全性和可靠性,同时限制系统的动态无功支撑能力。针对这一问题,本研究设计了一种直流侧接入电池储能装置的风光互补发电系统,并提出了一种基于改进型VSG的并网逆变器低电压穿越(LVRT)控制策略。该控制策略采用虚拟阻抗与矢量限流相结合的综合限流技术,通过调节无功功率设定值来保证VSG在对称故障期间表现出良好的动态功率支撑特性,同时保持VSG自身的同步和功角稳定性,实现LVRT的目标。仿真结果表明,提出的控制策略能够有效抑制可再生能源出力波动(与传统策略相比波动幅度降低约30%),保证电网侧故障时可再生能源和VSG安全可靠运行,同时提供给定无功功率支撑和稳定的电网电压控制(电压跌落降低约20%),显著提升风光储混合发电系统的低电压穿越能力。
加州RPS法案要求到2030年将可再生能源在电力销售中的比例提高到60%。然而,天然气发电量无法满足夏季紧张的电力需求,导致大规模停电。
1 仁济大学能源系统工程系,金海 50834,韩国;dunguyen9003@gmail.com 2 延世大学电气电子工程学院,首尔 03722,韩国;wyshin@yonsei.ac.kr(WS);khur@yonsei.ac.kr(KH) 3 韩国铁道研究院,义王 16105,韩国;cm2@krri.re.kr 4 韩国西部电力公司西部电力研究院,大田 34056,韩国;chung@iwest.co.kr(I.-YC);kdh1002@iwest.co.kr(DK);hyh88@iwest.co.kr(Y.-HH) 5 斗山重工业与建筑公司,龙仁 16858,韩国;juyoung.youn@doosan.com(JY); jwayoung.maeng@doosan.com (JM) 6 光云大学电气工程系,首尔 01897,韩国;myoon@kw.ac.kr 7 祥明大学电气工程系,首尔 03016,韩国 * 通讯地址:jaewshim@smu.ac.kr;电话:+82-2-2287-6175
传统电力系统以同步发电机为主,同步发电机被证明具有大惯性和阻尼等固有优点,有利于电力系统的稳定运行。同时,通过调速器和自动电压调节器 (AVR),同步发电机可以很容易地实现频率和电压的调节。惯性通常可以定义为物体对其运动状态变化的抵抗力。在电力系统稳定性方面,惯性表示在短路等扰动下保持转子转速和频率的能力 [1]。该函数由同步发电机的摆动方程确定,该方程描述了发电和负载之间的功率不平衡。当任何扰动导致功率不平衡时,转子将释放或储存与惯性成比例的动能来抵抗频率变化 [2]。这种效应有助于降低频率最低点和频率变化率 (RoCoF) [3],[4]。
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