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基于构网型储能双虚拟电机控制的风电制氢系统
Wind Power to Hydrogen System Based on Grid-Forming Energy Storage with Dual Virtual Machine Control
| 作者 | 贺彬 · 任永峰 · 孟庆天 · 云平平 · 刘会强 · 米玥 |
| 期刊 | 高电压技术 |
| 出版日期 | 2025年4月 |
| 卷/期 | 第 51 卷 第 4 期 |
| 技术分类 | 氢能与燃料电池 |
| 技术标签 | 构网型GFM 虚拟同步机VSG 弱电网并网 |
| 相关度评分 | ★★★★★ 5.0 / 5.0 |
| 关键词 | 风电制氢系统 构网型VSG 虚拟直流电机 弱电网 主动支撑 贺彬 任永峰 孟庆天 云平平 刘会强 米玥 高电压技术 High Voltage Engineering |
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风电制氢作为一种全周期零碳排放技术，是实现碳中和与能源绿色转型的重要路径。针对其接入弱电网时主动支撑能力弱的问题，提出构网型储能虚拟同步机与虚拟直流电机协同的双虚拟电机控制策略，有效提升系统对交流侧电压、频率及直流母线惯量、阻尼的支撑能力。基于小信号模型分析了惯量与阻尼参数对系统稳定性和动态响应的影响。仿真结果表明，该策略可显著增强弱电网下风电制氢系统的运行稳定性，并有效抑制直流母线电压波动。
风电制氢作为一种全周期零碳排放的制氢方式,是实现碳中和目标、促进能源结构绿色转型的重要途径.针对风电制氢系统接入弱电网下主动支撑能力弱的问题,提出基于构网型储能虚拟同步机和虚拟直流电机的双虚拟电机控制策略,有效增强风电制氢系统电压、频率主动支撑能力,也为制氢系统直流母线提供可靠的惯量、阻尼支撑.基于小信号方法分析了两种控制策略中转动惯量和阻尼系数对系统稳定性及动态响应的影响情况.最后通过SIMULINK搭建的风-氢-储仿真模型进行验证,结果显示所提策略可为风电制氢系统接入弱电网提供可靠的电压、频率支撑,也能较好地改善制氢系统直流母线电压波动情况.
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SunView 深度解读
该双虚拟电机控制策略对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan储能系统具有重要应用价值。研究提出的VSG与虚拟直流电机协同控制可直接应用于ST储能系统的构网型GFM控制架构，增强弱电网场景下的电压频率支撑能力和直流母线稳定性。该技术对阳光电源风光氢储一体化解决方案具有创新启发：通过储能系统的双侧虚拟惯量支撑，可优化制氢电解槽的直流供电质量，提升系统在高比例新能源接入时的主动支撑性能。小信号建模方法可用于ST储能变流器的参数自适应优化，提升弱电网并网稳定性，契合阳光电源在构网型储能技术的战略布局。