基于改进微源电压与虚拟同步机的光储微电网黑启动控制策略

doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2025.10.004

摘要/Abstract

摘要：

为推动新能源替代传统水电及燃气机组作为黑启动电源,提出基于改进微源电压与虚拟同步机的光储微电网黑启动控制策略。首先,通过调整下垂曲线空载电压幅值并限制升压时间,避免变压器磁通饱和引起的冲击电流;然后,在光伏逆变器中引入虚拟同步机控制,模拟传统同步发电机特性,提升光伏系统稳定性。最后,在MATLAB/Simulink中搭建光储微电网仿真模型并进行分析。结果表明,所提改进的电压控制可避免母线冲击电流并建立稳定电压,虚拟同步机控制增强光伏系统对外界波动的支撑能力,所提控制策略满足黑启动全过程要求。

关键词: 光储微电网, 黑启动, 下垂控制, 虚拟同步机控制, 控制策略

Abstract:

In order to promote new energy to replace traditional hydropower and gas units as black-start power sources, a black-start control strategy for photovoltaic-storage microgrid based on improved micro-source voltage and virtual synchronous generator is proposed.Firstly, by adjusting the no-load voltage amplitude of the droop curve and limiting the boost time, the inrush current caused by the saturation of the transformer flux is avoided.Then, the virtual synchronous generator control is introduced into the photovoltaic inverter to simulate the characteristics of the traditional synchronous generator and improve the stability of the photovoltaic system.Finally, the simulation model of photovoltaic-storage microgrid is built and analyzed in MATLAB/Simulink.The results show that the improved voltage control can avoid the bus inrush current and establish a stable voltage.The virtual synchronous control enhances the support of the photovoltaic system to external fluctuations.The proposed control strategy meets the requirements of the whole process of black-start.

Key words: photovoltaic-storage microgrid, black-start, droop control, virtual synchronous generator(VSG) control, control strategy

中图分类号:

TM615

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参考文献 20

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储能系统参数	数值
储能容量/Ah	50
直流侧电压/V	700

光伏系统参数	数值
额定功率/W	15 000
直流侧电压/V	800
阻尼系数/(N·m·s·rad^-1)	2
惯性系数/(kg·m²)	2.5

黑启动阶段	电压波动/p.u.	频率波动/Hz
储能系统孤岛	1.005	49.997~50.028
光伏系统并网	1.005	49.981~50.013
系统负载投入	1.006	49.994~50.002