构网型逆变器与SVG并联系统无功功率协调控制策略

doi:10.3969/j.issn.1008-0198.2024.02.015

湖南电力 ›› 2024, Vol. 44 ›› Issue (2): 112-121.doi: 10.3969/j.issn.1008-0198.2024.02.015

构网型逆变器与SVG并联系统无功功率协调控制策略

陈燕东^1,2, 裴欣欣^1,2, 符有泽^1,2, 李旭阳^1,2, 张明宇^1,2, 周可慧³, 唐海国³

1.国家电能变换与控制工程技术研究中心,湖南长沙410082;
2.湖南大学,湖南长沙 410082;
3.国网湖南省电力有限公司电力科学研究院,湖南长沙 410208

收稿日期:2023-12-14 修回日期:2024-01-08 出版日期:2024-04-25 发布日期:2024-05-14
通信作者: 陈燕东(1979),男,教授,博士,主要研究方向为新能源发电装备/场站建模与控制、微电网控制运行与电能质量调节。
作者简介:裴欣欣(1998),男,硕士研究生在读,主要研究方向为新能源稳定并网运行与控制。
符有泽(1998),男,博士研究生在读,主要研究方向为新能源稳定并网运行与控制。
基金资助:
国家自然科学基金项目 (52077070);国网湖南省电力有限公司科技项目(5216A321N301)

Coordinated Control Strategy of Reactive Power of Grid-Forming Inverter and SVG Parallel System

CHEN Yandong^1,2, PEI Xinxin^1,2, FU Youze^1,2, LI Xuyang^1,2, ZHANG Mingyu^1,2, ZHOU Kehui³, TANG Haiguo³

1. National Electric Power Conversion and Control Engineering Technology Research Center, Changsha 410082, China;
2. Hunan University, Changsha 410082, China;
3. Electric Power Research Institute of State Grid Hunan Electric Power Company, Changsha 410208, China

Received:2023-12-14 Revised:2024-01-08 Online:2024-04-25 Published:2024-05-14

摘要/Abstract

摘要： 以静止无功发生器(static var generator,SVG)为例,针对构网型逆变器和SVG并联系统的电压稳定性问题,提出构网型逆变器与SVG并联系统无功功率协调控制策略。将并联系统的运行状态总结为四种工况,通过工况识别、无功补偿量计算、无功功率分配策略、工况切换,来协调不同工况下构网型逆变器与SVG注入公共耦合点的无功功率,使并联系统在各种情况下均可稳定可靠工作。在MATLAB中搭建模型并进行仿真,结果表明所提控制策略可以实现工况的快速识别与切换、无功补偿量的计算、无功功率的分配,以及对公共耦合点电压的快速支撑。

关键词: 构网型逆变器, SVG, 无功功率, 协调控制, 虚拟同步发电机

Abstract: Taking the static var generator (SVG) as an example,this paper proposes a coordinated reactive power control strategy for grid-forming inverter and SVG parallel systems to address the voltage stability issue. Summarize the operation status of the parallel system into four working conditions,and coordinate the reactive power of the grid-forming inverter and SVG injection common coupling point under different working conditions through working condition identification, reactive power compensation calculation,reactive power allocation strategy,and working condition switching,so that the parallel system can work stably and reliably in all situations.A model is built in MATLAB and simulation is conducted.The results show that the proposed control strategy can achieve fast identification and switching of operating conditions,calculation of reactive power compensation,allocation of reactive power,and fast support for common coupling point voltage.

Key words: grid-forming inverter, SVG, reactive power, coordinated control, virtual synchronous generator

中图分类号:

TM714.3

陈燕东, 裴欣欣, 符有泽, 李旭阳, 张明宇, 周可慧, 唐海国. 构网型逆变器与SVG并联系统无功功率协调控制策略[J]. 湖南电力, 2024, 44(2): 112-121.

CHEN Yandong, PEI Xinxin, FU Youze, LI Xuyang, ZHANG Mingyu, ZHOU Kehui, TANG Haiguo. Coordinated Control Strategy of Reactive Power of Grid-Forming Inverter and SVG Parallel System[J]. Hunan Electric Power, 2024, 44(2): 112-121.

参考文献

[1] 杨鹏,刘锋,姜齐荣,等. “双高”电力系统大扰动稳定性:问题、挑战与展望[J]. 清华大学学报(自然科学版),2021,61(5):403-414.
[2] 谢小荣,贺静波,毛航银,等. “双高”电力系统稳定性的新问题及分类探讨[J]. 中国电机工程学报,2021,41(2):461-475.
[3] 刘钊汛,秦亮,杨诗琦,等. 面向新型电力系统的电力电子变流器虚拟同步控制方法评述[J]. 电网技术,2023,47(1):1-16.
[4] 曹炜,钦焕乘,陆建忠,等. 新型电力系统下虚拟同步机的定位和应用前景展望[J]. 电力系统自动化,2023,47(4):190-207.
[5] 耿华,何长军,刘浴霜,等. 新能源电力系统的暂态同步稳定研究综述[J]. 高电压技术,2022,48 (9):3367-3383.
[6] 赵炳洋,赵波,张芳,陈杰. 构网型逆变器技术综述[J]. 北京信息科技大学学报(自然科学版),2022,37(4):57-67.
[7] 李翼翔,田震,唐英杰,等. 考虑构网型与跟网型逆变器交互的孤岛微电网小信号稳定性分析[J]. 电力自动化设备,2022,42(8):11-18.
[8] 李明飞,吴在军,全相军,等. 计及阻尼特性的构网型并网逆变器暂态同步稳定性分析[J]. 电力系统自动化,2023,47(15):198-207.
[9] 王盼宝,王鹏,李珅光,等. 电网故障下构网型逆变器动态限流控制策略[J]. 高电压技术,2022,48(10):3829-3837.
[10] 刘淇玉,李永刚,王月,等. 构网型并网逆变器状态空间建模及稳定性分析[J]. 华北电力大学学报(自然科学版),2024,51(1):83-93.
[11] 詹长江,吴恒,王雄飞,等. 构网型变流器稳定性研究综述[J]. 中国电机工程学报,2023,43(6):2339-2359.
[12] 尚磊,胡家兵,袁小明,等. 电网对称故障下虚拟同步发电机建模与改进控制[J]. 中国电机工程学报,2017,37(2):403-412.
[13] SHUAI Z K,SHEN C,LIU X,et al.Transient angle stability of virtual synchronous generators using Lyapunov′s direct method[J].IEEE Transactions on Smart Grid,2019,10(4):4648-4661.
[14] 李清辉,葛平娟,肖凡,等. 基于功角与电流灵活调控的VSG故障穿越方法研究[J]. 中国电机工程学报,2020,40(7):2071-2080,2387.
[15] XIONG X L,WU C,BLAABJERG F.An improved synchronization stability method of virtual synchronous generators based on frequency feedforward on reactive power control loop[J].IEEE Transactions on Power Electronics,2021,36(8):9136-9148.
[16] WU H,WANG X F.A mode-adaptive power-angle control method for transient stability enhancement of virtual synchronous generators[J].IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics,2020,8(2):1034-1049.
[17] 杨飞,陈燕东,符有泽,等. 直驱风电场中SVG电压前馈阻抗重构抑制次/超同步振荡方法[J]. 电力自动化设备,2022,42(8):153-159,214.
[18] 康勇,林新春,潘辰,等. 弱电网下采用SVC与SVG补偿后新能源并网变换器的功率传输特性分析[J]. 中国电机工程学报,2021,41(6):2115-2125.
[19] 唐英杰,查晓明,田震,等. 弱电网条件下虚拟同步机与SVG并联系统的暂态稳定性分析[J]. 电网技术,2022,46(10):4020-4034.
[20] 肖泽坤,涂春鸣,肖凡,等.基于SVG主动调控的弱电网下VSG并网系统稳定性提升方法[J]. 供用电,2023,40(5):25-33.

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Coordinated Control Strategy of Reactive Power of Grid-Forming Inverter and SVG Parallel System

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[1]	肖佩, 朱添益, 刘亚楠, 刘昊然, 刘源. 调相机交流母线电压无功双闭环控制策略及母线电容协调控制研究[J]. 湖南电力, 2024, 44(2): 84-89.
[2]	周晗靓, 夏向阳, 李润伍, 郭宇, 易锐. 网压不对称下MMC多目标控制参数优化选择研究[J]. 湖南电力, 2024, 44(1): 45-52.
[3]	邱文俊, 李玉齐, 支晓晨, 张顺仁, 陈晓仪, 施宏亮. 光伏电站逆变器与静止无功发生器无功电压控制策略研究与应用[J]. 湖南电力, 2023, 43(6): 138-143.
[4]	丁劲松, 姚鸿德, 李圣清, 孟焕平, 朱辉. 民用建筑中光伏逆变器集群谐振机理及分层协调控制[J]. 湖南电力, 2023, 43(4): 32-39.
[5]	朱红萍, 朱泓知, 钱万明, 郭利文, 韩迎龙. 基于狼群算法的虚拟同步发电机并网逆变器不平衡电网下多目标优化控制研究[J]. 湖南电力, 2023, 43(4): 40-47.
[6]	谌安平, 胡霄林, 罗朝旭, 程谆. 基于直驱永磁风电系统的改进自适应滑模控制虚拟同步发电机策略[J]. 湖南电力, 2023, 43(4): 63-73.
[7]	谭文忠, 王启盛, 梅红兴, 谢昊, 张思远. 交直流混联电网多级调度协调控制策略及辅助决策研究[J]. 湖南电力, 2022, 42(5): 48-52.