基于无锁相环预同步的光储集群并离网控制策略

doi:10.3969/j.issn.1008-0198.2025.03.016

湖南电力 ›› 2025, Vol. 45 ›› Issue (3): 112-121.doi: 10.3969/j.issn.1008-0198.2025.03.016

基于无锁相环预同步的光储集群并离网控制策略

郑强仁¹, 胡丽娟², 李宝聚³, 牛耕², 玄京岩¹, 吴鸣²

1.国网吉林省电力有限公司延边供电公司,吉林延边 133002;
2.国网上海能源互联网研究院有限公司,北京 100192;
3.国网吉林省电力有限公司,吉林长春 130022

收稿日期:2025-01-13 修回日期:2025-02-21 发布日期:2025-07-02
通信作者: 胡丽娟(1985),女,高级工程师,研究方向为配电网运行控制及微电网技术。
作者简介:郑强仁(1986),男,高级工程师,研究方向为电力系统运行及控制。李宝聚(1986),男,高级工程师,主要从事分布式光伏发电系统与微电网系统的研究与应用工作。牛耕(1990),男,高级工程师,研究方向为新型储能及分布式电源技术。玄京岩(1971),男,高级工程师,主要从事分布式光伏发电系统与微电网系统的研究与应用工作。吴鸣(1981),男,教授级高级工程师,研究方向为微电网技术。
基金资助:
国网吉林省电力有限公司科技项目（2022JBGS-10）

Grid-Connected and Off-Grid Control Strategy for Optical Storage Clusters Based on Phase-Locked-Loop-Free Pre-Synchronisation

ZHENG Qiangren¹, HU Lijuan², Li Baoju³, NiU Geng², XUAN Jingyan¹, WU Ming²

1. Yanbian Power Supply Company of State Grid Jilin Electric Power Company Limited,Yanbian 133002, China;
2. State Grid Shanghai Energy internet Research institute Co., Ltd., Beijing 100192, China;
3. State Grid Jilin Electric Power Company Limited, Changchun 130022, China

Received:2025-01-13 Revised:2025-02-21 Published:2025-07-02

摘要/Abstract

摘要： 针对虚拟同步发电机（virtual synchronous generator,VSG）型并网逆变器的控制策略展开研究,提出一种无锁相环预同步控制策略,旨在减小逆变器并网对电网影响,同时简化计算过程,维持系统的稳定运行。仿真验证结果表明,该策略能够实现并离网无缝切换,具有计算简单、响应速度快等优势,有效解决了VSG逆变器并网过程中的电流冲击和电压振荡问题。

关键词: 微电网, 预同步技术, 虚拟同步发电机, 无缝切换技术

Abstract: The control strategy of virtual synchronous generator (VSG) type grid-connected inverter is investigated, and a phase-locked-loop-free pre-synchronous control strategy is proposed, which aims to reduce the impact of grid-connected inverter on the grid, simplify the computation process and maintain the stable operation of the system. Through simulation verification, the strategy can achieve seamless switching between grid-connected and off-grid, has the advantages of simple calculation and fast response speed, and effectively solves the current impact and voltage oscillation problems in the process of grid-connected VSG inverters.

Key words: microgrids, pre-synchronisation techniques, virtual synchronous generators(VSG), seamless switching techniques

中图分类号:

TM732

郑强仁, 胡丽娟, 李宝聚, 牛耕, 玄京岩, 吴鸣. 基于无锁相环预同步的光储集群并离网控制策略[J]. 湖南电力, 2025, 45(3): 112-121.

ZHENG Qiangren, HU Lijuan, Li Baoju, NiU Geng, XUAN Jingyan, WU Ming. Grid-Connected and Off-Grid Control Strategy for Optical Storage Clusters Based on Phase-Locked-Loop-Free Pre-Synchronisation[J]. Hunan Electric Power, 2025, 45(3): 112-121.

参考文献

[1] 葛海麟. 基于能量网络理论的多能互补系统建模与分析[D]. 广州:华南理工大学,2017.
[2] 滕陈源,丁逸超,张有兵,等. 基于VMD-Informer-BiLSTM 模型的超短期光伏功率预测[J]. 高电压技术,2023,49(7):2961-2971.
[3] 衣立东,蒙金有,何川. 考虑系统一次频率响应特性的新型电力系统源网荷储协调鲁棒规划[J]. 电网技术,2023,47(9):3659-3668.
[4] NICASTRI A,NAGLIERO A.Comparison and evaluation of the PLL techniques for the design of the grid-connected inverter systems[C]//2010 IEEE International Symposium on Industrial Electronics. Bari,Italy.IEEE,2010:3865-3870.
[5] 胡基栋. 光储直流微电网运行协调控制技术研究[D]. 呼和浩特:内蒙古工业大学,2021.
[6] 邱文辉,瞿耀辉,粟梅,等. 移动式V2N装置双向AC-DC电源拓扑及其调制技术研究[J]. 湖南电力,2023,43(5):55-60.
[7] 彭江. 光伏并网的原理及其电站监测系统模块设计[D]. 苏州:苏州大学,2006.
[8] 方胜利,李鹏,吴文欢,等. 基于改进SCHO算法的局部遮荫光伏MPPT研究[J]. 陕西科技大学学报,2024,42(6):180-189.
[9] KARABIBER A.Controllable AC/DC integration for power quality improvement in microgrids[J]. Advances in Electrical and Computer Engineering,2019,19(2):97-104.
[10] 李盼. 含恒功率负荷以升压DC/DC组网的直流微电网稳定性分析[D]. 天津:天津工业大学,2022.
[11] 刘炎. 直流微电网电压控制与稳定性提升策略研究[D]. 北京:华北电力大学,2023.
[12] 易磊,黄启元,李嘉泽,等. 基于MPPT的光伏蓄电池脉冲充电技术研究[J]. 电源技术,2022,46(4):437-440.
[13] DUAN J D,WANG S,XU Y M,et al.Variable multiple interleaved bi-directional DC/DC converter with current ripple optimization[J]. Applied sciences,2023,13(3):1744.
[14] MARGOUM E H,KRAMI N,SECA L,et al.Design and control of parallel three phase voltage source inverters in low voltage AC microgrid[J]. Advances in Electrical ＆ Electronic Engineering, 2017,15(2):121-124.
[15] 刘自南. 光伏发电系统并网逆变器电压电流双闭环控制仿真研究[J]. 自动化应用,2021(1):106-110.
[16] 林世璜,梁雄江,唐涛祥,等. LCL滤波器电容支路串联电阻法的设计与实现[J]. 自动化应用,2022(8):85-87,90.
[17] 杨桐. 微网逆变器的虚拟同步发电机控制策略研究[D]. 北京:中国矿业大学,2020.
[18] 温素芳,王生铁,田桂珍. 基于混合储能系统的微电网并离网平滑切换控制策略研究[J]. 电力电容器与无功补偿,2021,42(5):204-213.
[19] KOIWA K,INOO K,LIU K Z,et al.Current analysis of grid‐connected Inverter with VSG controller under voltage dip and recovery[J]. IEEJ Transactions on Electrical and Electronic Engineering,2020,15(11):1699-1701.
[20] LIANG J F,FAN H,CHENG L,et al.Control strategy for improving the frequency response characteristics of photovoltaic and energy storage systems based on VSG control[J]. Energy Reports,2024,11:2295-2305.
[21] LING Z T,LIU Y T,WANG Z P,et al.Adaptive inertia and damping of grid‐connected inverter with improved VSG control[J]. IET Power Electronics,2023,16(16):2769-2781.
[22] 冯博豪,余向阳,明尧,等. 基于主从控制微电网的状态跟随平滑切换控制策略[J]. 电网与清洁能源,2017,33(3):104-110,118.

基于无锁相环预同步的光储集群并离网控制策略

Grid-Connected and Off-Grid Control Strategy for Optical Storage Clusters Based on Phase-Locked-Loop-Free Pre-Synchronisation

PDF (PC)

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价

[1]	康钦泽, 罗朝旭, 刘泽宇, 马凡烁, 肖锋. 基于主从互联变换器交直流混合微电网的电能质量优化控制策略[J]. 湖南电力, 2025, 45(2): 74-81.
[2]	智明, 杨飞, 符瑞, 邹杰, 陈笑, 夏磊, 徐迅. 基于下垂控制的孤岛混合微电网群功率协调控制策略[J]. 湖南电力, 2025, 45(1): 130-135.
[3]	亓云瑞, 张晔, 李元芳, 高业豪, 黄心月. 考虑未知网络拓扑的主动配电网可靠性评估[J]. 湖南电力, 2024, 44(6): 17-23.
[4]	杨玉洁, 张莲, 梁法政, 杨家豪, 李蘅, 肖远强. 考虑碳交易机制的微电网鲁棒优化调度[J]. 湖南电力, 2024, 44(6): 24-31.
[5]	周忠玉, 孔小民, 郝沛, 王晓东, 张宁, 苏川川. 面向云储能差异化调控的有源配电网多区域分布式光伏高效消纳方法[J]. 湖南电力, 2024, 44(3): 136-144.
[6]	颜石, 谭海洋, 肖华, 陈赐, 李圣清. 基于改进阻性下垂控制的分布式储能系统SOC均衡策略[J]. 湖南电力, 2024, 44(2): 104-111.
[7]	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.
[8]	唐立行, 罗朝旭, 文永兴, 张博. 光伏直流微电网的并离网无缝切换控制策略研究[J]. 湖南电力, 2024, 44(2): 122-128.
[9]	杜善周, 黄涌波, 刘瑞平, 韩硕, 唐建玲, 刘绪斌, 吴晋波. 面向多时间尺度的光-火-铝孤岛微电网综合能量管理方法[J]. 湖南电力, 2023, 43(6): 37-44.
[10]	吴晓刚, 季青锋, 张有鑫, 刘林萍, 陈楠, 叶杰阳. 基于随机模型预测控制的电氢混合储能微电网弹性调度[J]. 湖南电力, 2023, 43(6): 116-123.
[11]	石曼伶, 罗珍珍, 郑鑫龙, 粟梅. 基于小波相对滑窗能量的直流微电网故障诊断方法[J]. 湖南电力, 2023, 43(5): 49-54.
[12]	康童, 朱吉然, 唐海国, 周恒逸, 周可慧. 采用改进共生生物搜索算法的大规模电动汽车接入微电网协调优化研究[J]. 湖南电力, 2023, 43(5): 144-150.
[13]	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.
[14]	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.
[15]	白鹏辉, 秦斌, 王欣. 基于改进虚拟直流电机的混合储能控制研究[J]. 湖南电力, 2023, 43(1): 17-22.