基于电池储能系统虚拟同步控制的微电网的稳定性分析

摘要

三相电压型逆变器被广泛应用于可再生能源的电能转换。随着电力系统中新能源渗透比的不断增高，系统的惯量逐渐减少，使电力系统的稳定性下降。针对这一问题，虚拟同步发电机（VSG）控制被引入新能源变流器的控制中。虚拟同步发电机是一种基于逆变器的发电单元，它使用同步发电机模型来模拟具有特定的虚拟惯量值的同步机动态特性。通过这样的方案，基于逆变器的发电机可以发挥同步机在频率稳定中的优点，保持其原有特征。基于电池储能系统VSG控制的微电网是目前研究的热点，其中保证系统稳定运行的系统稳定性分析以及逆变器的控制参数设计对于系统设计和运行维护人员是至关重要的任务。因此，必须研究实用的稳定性分析和设计方法。 论文主要研究VSG控制微电网的稳定性分析方法以及VSG控制逆变器的参数设计方法。首先推导了VSG储能逆变器的阻抗模型，并计算出其阻抗。然后用奈奎斯特判据分析了VSG控制储能系统并网运行的稳定性；其次，建立了离网光伏和储能微电网的阻抗分析模型，并分析了其稳定性；最后，提出了使用阻抗分析法的光伏逆变器与VSG控制的电池逆变器并联微网并网运行的稳定性分析方法，分别针对逆变器和无源组件分析了其稳定性。对上述分析的结果均采用时域仿真进行了验证。

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