摘要 — 我们推导了用于电磁暂态 (EMT) 仿真的电网形成 (GFM) 逆变器资源 (IBR) 的控制层和物理层子系统的等效电路模型。考虑了三种不同的主控制器:下垂、虚拟同步机 (VSM) 和可调度虚拟振荡器控制 (dVOC)。此外,这些模型包括级联电压和电流控制环路以及 LCL 输出滤波器。本文介绍了单逆变器设置和改进的 IEEE 14 总线拓扑中的五个逆变器网络的仿真。使用模拟电子电路仿真软件(在我们的例子中是 LTspice)模拟的等效电路模型与商用现成的 EMT 软件(在我们的例子中是 MATLAB-Simulink)中基于框图的实现相比,具有相同的精度,但计算负担降低了 150 倍。索引词 — 电磁暂态仿真、等效电路模型、电网形成逆变器。
AC 交流电 ABCG 三相接地故障 AEMO 澳大利亚能源市场运营商 AG 单相接地故障 BC 两相故障 BESS 电池储能系统 EMT 电磁暂态 EMTP 电磁暂态程序 EPRI 电力研究院 F 频率 FRT 故障穿越 GFM 并网 IBR 基于逆变器的资源 ISR IBR 短期额定值 HIL 硬件在环 IEEE 电气电子工程师协会 NERC 北美电力可靠性公司 OEM 原始设备制造商 P 有功功率,单位 MW。单位 Pu POC 连接点 RMS 均方根 ROCOF 频率变化率 SCR 短路比 SCRX 简单励磁系统模型 S 视在功率,单位 MVA SG 同步发电机 TGOV 涡轮调速器模型 V 电压
摘要 — 本文对一个可 100% 使用可再生能源运行的真实微电网进行了暂态稳定性研究,以便更好地了解微电网在各种动态场景下的稳定性和可靠性。特别是,在这种电力系统中,多个电网形成 (GFM) 和电网跟踪 (GFL) 逆变器在孤岛和黑启动等动态运行条件下的运行情况尚不清楚;因此,本文开发了微电网的电磁暂态模型,以研究系统在各种动态运行条件下的稳定性并识别潜在的可靠性风险。使用高精度模型的 PSCAD/EMTDC 仿真有助于深入了解 GFM 和 GFL 逆变器的最佳运行模式以及微电网的稳定性和可靠性。它还可以为现场部署提供逆变器控制参数和协调以及黑启动和计划外孤岛的预期性能方面的信息。
摘要 — 随着逆变器资源 (IBR) 集成度的提高,确保大容量电力系统的可靠运行需要使用电磁暂态 (EMT) 仿真工具来识别和减轻全系统稳定性风险。然而,对大规模、富含 IBR 的电网进行 EMT 研究具有挑战性,因为底层高保真模型和所需的小时间步骤造成了固有的计算瓶颈。本文介绍了 ParaEMT:一个开源的通用 EMT 仿真框架,旨在通过利用先进的并行计算技术(如高性能计算机)来加速仿真。本文全面阐述了 ParaEMT,涵盖了其建模库、仿真策略、框架结构、操作程序和辅助功能,以及其可扩展的并行计算架构。值得注意的是,ParaEMT 是一个用 Python 编写的可公开访问的模块化框架,从而促进了未来的开发和新模型和算法的集成。通过多个案例研究的严格验证证明了 ParaEMT 的准确性和效率。
摘要 —随着现代电网中逆变器资源的快速增加,迫切需要先进的电网形成 (GFM) 逆变器功能,例如系统恢复和故障下运行,以实现大规模电力电子主导电网。其中一种功能是使用 GFM 逆变器的逆变器驱动黑启动。本文分析了两种最近提出的先进 GFM 控制的能力,以帮助 GFM 逆变器维持全系统、非标称条件并保持同步,直到它们能够克服瞬时过载,因为更多的 GFM 加入该过程而无需发电机序列协调或通信并最终稳定电网。通过一组 1,200 个全阶电磁暂态模拟,我们评估了采用各种 GFM 逆变器控制时的黑启动过程。结果表明,GFM 电流限制器和一次控制对动态运行条件下的系统稳定性有显著影响,从而影响逆变器驱动系统恢复的成功。
摘要 —本文研究了混合发电(同步发电机 (SG)、电网形成 (GFM) 和电网跟踪 (GFL) 逆变器)的微电网暂态稳定性,随着渗透水平的提高,朝着 100% 可再生能源发电微电网迈进。具体来说,通过电磁暂态研究评估了具有 SG 和 GFL 逆变器的微电网、具有 GFM 逆变器的 SG 以及具有 GFM 和 GFL 逆变器的 SG 在每种渗透情况下的动态,其中有两个关键动态事件:计划外孤岛和泵送感应电机负载中的切换。分析和仿真结果表明,与 SG 并联运行的 GFL 逆变器的微电网可以提供比 GFM 逆变器更快的功率响应,以补偿频率和电压的偏差。混合 SG、GFM 和 GFL 逆变器的方案具有最佳的暂态和稳态稳定性,以实现 100% 基于逆变器的资源 (IBR) 渗透。这项综合研究为微电网工程师在面临安装 IBR(GFL、GFM 或混合)的各种选择时了解微电网的稳定性提供了有用的参考。