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独立微电网变频负载电容电压与电机转速自适应协同调频方法
Adaptive Cooperative Frequency Regulation Method of Capacitor Voltage and Motor Speed for Variable-Frequency Loads in Stand-alone Microgrids
| 作者 | 钱彧声 · 黄文焘 · 余墨多 · 陈建民 · 王良秀 |
| 期刊 | 中国电机工程学报 |
| 出版日期 | 2025年2月 |
| 卷/期 | 第 45 卷 第 2 期 |
| 技术分类 | 储能系统技术 |
| 技术标签 | 虚拟同步机VSG 调峰调频 微电网 多物理场耦合 |
| 相关度评分 | ★★★★★ 5.0 / 5.0 |
| 关键词 | 独立交流微电网 自适应协同调频 虚拟同步机整流 小信号模型 频率品质 |
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针对独立交流微电网受扰后易出现频率波动与突变的问题,利用直流电压、电机转速与系统频率间的耦合特性,提出变频负载电容电压与电机转速自适应协同调频方法。通过虚拟同步机整流与异步机矢量控制结合,在逆变侧外环引入含频率微分的电压-转速协同项,实现电容与电机惯量对频率扰动的快速响应。建立变频负载小信号模型,依据直流电压与转速范围自适应调节协同系数,优化惯量释放比例。基于频率响应时域解析式,提出自适应系数及权重系数最优区间的整定方法。RT-LAB半实物实验结果表明,该策略有效提升了独立微网的频率动态品质。
为解决独立交流微电网受扰动易发生频率波动与突变的问题,该文利用直流电压、电机转速与系统频率存在的耦合特性,提出变频负载电容电压与电机转速自适应协同调频方法.变频负载参与调频时,直流电容与电机释放惯量难以协调配合,易导致电压或转速越限,严重时引发逆变器闭锁或电机失稳.提出虚拟同步机整流配合异步机矢量控制,逆变侧外环控制附加含有频率微分信号的电压-转速协同调频项,实现电容和电机惯量对外界频率扰动的快速响应.构建变频负载小信号模型,根据直流电压和转速范围自适应调节协同调频系数,动态优化电容和电机释放惯量比例以改善负载侧动态性能.基于变频负载频率响应的时域解析形式,提出自适应系数整定方法.根据自适应系数对可调功率比值的灵敏性提出权重系数最优区间整定方法.在RT-L AB半实物平台搭建独立交流微电网模型,结果表明,所提策略通过电容与电机惯量动态协调响应,改善了扰动下独立微网的频率品质.
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SunView 深度解读
该变频负载协同调频技术对阳光电源储能与微电网产品具有重要应用价值。在PowerTitan储能系统中,可将VSG控制与变频负载(如空调、水泵)的直流母线电容及电机转速耦合,通过自适应协同系数实现多惯量源协同调频,有效抑制独立微网频率突变。该方法可优化ST系列储能变流器的构网型GFM控制策略,在工商业微网场景中,利用变频负载的电容储能和电机惯量作为虚拟惯量补充,减轻储能系统调频压力,延长电池寿命。基于频率微分的电压-转速协同控制思路,可为阳光电源iSolarCloud平台提供多物理场耦合的智能调频算法,提升离网模式下的频率动态品质和系统稳定性。