基于虚拟同步发电机控制的故障穿越策略

doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2024.09.002

电器与能效管理技术 ›› 2024, Vol. 0 ›› Issue (9): 8-14.doi: 10.16628/j.cnki.2095-8188.2024.09.002

基于虚拟同步发电机控制的故障穿越策略

李艳梅, 鲁庆华, 李泰, 胡永昌, 苏进国, 张艳浩

许继电气股份有限公司, 河南许昌 461000

收稿日期:2024-06-06 出版日期:2024-09-30 发布日期:2024-10-16
作者简介:李艳梅(1985—),女,工程师,主要从事特高压直流输电系统建模与控制研究。|鲁庆华(1989—),男,工程师,主要从事新能源柔性直流输电系统建模与控制研究。|李泰(1980—),男,高级工程师,主要从事直流输电系统保护与控制研究。
基金资助:
国家电网有限公司总部管理科技项目(5100-202256369A-2-0-ZN)

Fault Ride Through Strategy Based on Virtual Synchronous Generator Control

LI Yanmei, LU Qinghua, LI Tai, HU Yongchang, SU Jinguo, ZHANG Yanhao

XJ Electric Co.,Ltd., Xuchang 461000, China

Received:2024-06-06 Online:2024-09-30 Published:2024-10-16

摘要/Abstract

摘要：

虚拟同步发电机(VSG)技术可模拟发电机特性自产相位,通过合适的相角实现准确的功率输出,具有更优的构网特性。首先阐述VSG控制的原理,然后分析电网故障时产生过流及功角失稳现象的原因,并提出一种优化的故障穿越策略。所提策略通过计算VSG输出电压实现VSG的电流限幅与电压支撑,并降低有功功率参考值防止功角失稳,同时引入负序电流环抑制不对称故障下产生的三相不平衡电流。最后,基于PSCAD/EMTDC仿真平台,搭建VSG控制的柔性直流模型,验证了所提控制策略的正确性和有效性。

关键词: 虚拟同步发电机, 故障穿越策略, 故障电流限制, 失稳

Abstract:

Virtual synchronous generator (VSG) technology generates its own phase by simulating the characteristics of the generator, and achieves accurate power output through appropriate phase angles, which has better grid characteristics.Firstly,the basic principles of VSG control is explained,then the causes of overcurrent and instability during power grid faults are analyzed.Based on this,an optimized fault ride through strategy is proposed.This strategy achieves current limiting and voltage support of VSG by calculating the output voltage of VSG, reduces the active power reference value to prevent power angle instability, and introduces a negative sequence current loop to suppress three-phase unbalanced current generated under asymmetric faults.Finally, based on the PSCAD/EMTDC simulation platform,a flexible DC model based on VSG control is built, and the correctness and effectiveness of the proposed control strategy is verified.

Key words: virtual synchronization generator (VSG), fault ride through strategy, fault current limit, unstability

中图分类号:

TM464

李艳梅, 鲁庆华, 李泰, 胡永昌, 苏进国, 张艳浩. 基于虚拟同步发电机控制的故障穿越策略[J]. 电器与能效管理技术, 2024, 0(9): 8-14.

LI Yanmei, LU Qinghua, LI Tai, HU Yongchang, SU Jinguo, ZHANG Yanhao. Fault Ride Through Strategy Based on Virtual Synchronous Generator Control[J]. LOW VOLTAGE APPARATUS, 2024, 0(9): 8-14.

图/表 8

图1

图2

图3

图4

图5

表1

图6

图7

参考文献 18

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参数	数值	参数	数值
直流电压U_dc/kV	840	有功设定值P_ref/MW	1 250
直流电流I_d/kA	1.488	无功设定值Q_ref/kvar	0
电网电压U_s/kV	525	虚拟惯量J	3
频率/Hz	50	阻尼系数D	200
虚拟电阻/Ω	0.01	虚拟电抗L/H	0.3

基于虚拟同步发电机控制的故障穿越策略

Fault Ride Through Strategy Based on Virtual Synchronous Generator Control

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