基于虛擬同步發(fā)電機(jī)的構(gòu)網(wǎng)型光儲(chǔ)變流器控制策略研究

溫春雪，毛 健，王 鵬，李建林

（北京未來(lái)電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)集成技術(shù)創(chuàng)新中心（北方工業(yè)大學(xué)），北京 100144）

0 引言

近年來(lái)，清潔能源替代化石能源已成為未來(lái)新型電力系統(tǒng)發(fā)展的重要趨勢(shì)[1]，“雙碳目標(biāo)”的實(shí)現(xiàn)及建設(shè)清潔能源占比逐步提升的新型電力系統(tǒng)，離不開(kāi)光伏、風(fēng)電等新能源和儲(chǔ)能系統(tǒng)。光伏能源具有隨機(jī)性和波動(dòng)性，大量接入電網(wǎng)時(shí)會(huì)使系統(tǒng)呈低慣性、弱阻尼態(tài)勢(shì)，繼而影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性，對(duì)此可通過(guò)配備儲(chǔ)能裝置組成光儲(chǔ)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)協(xié)同出力[2]。

目前變流器控制策略可分為跟網(wǎng)型（Grid-following，GFL）和構(gòu)網(wǎng)型（Grid-forming，GFM）兩種[3]，變流器采用跟網(wǎng)型控制的較多，在與電網(wǎng)同步時(shí)需要鎖相環(huán)測(cè)量公共耦合點(diǎn)的相位信息，不利于在弱網(wǎng)進(jìn)行穩(wěn)定性分析，此時(shí)應(yīng)采用構(gòu)網(wǎng)型控制策略。構(gòu)網(wǎng)型變流器采用與同步發(fā)電機(jī)類(lèi)似的功率同步策略，能自行構(gòu)建交流側(cè)輸出電壓，主動(dòng)支撐變流器的頻率和電壓的調(diào)節(jié)，常應(yīng)用于儲(chǔ)能裝置中，構(gòu)網(wǎng)型變流器還能為系統(tǒng)提供慣性和阻尼。相較于跟網(wǎng)型控制，構(gòu)網(wǎng)型控制可根據(jù)實(shí)際情況，以同步發(fā)電機(jī)的外特性為依托，通過(guò)適時(shí)優(yōu)化改變控制模型來(lái)應(yīng)對(duì)不同的場(chǎng)景?；诖?，本文在儲(chǔ)能系統(tǒng)采用構(gòu)網(wǎng)型虛擬同步發(fā)電機(jī)（Virtual Synchronous Generator，VSG）控制策略來(lái)增強(qiáng)系統(tǒng)慣性，可由光伏陣列單元、儲(chǔ)能裝置、負(fù)載等構(gòu)成一種微電網(wǎng)系統(tǒng)，以微電網(wǎng)的形式接入配電網(wǎng)，進(jìn)而提升新型電力系統(tǒng)的頻率和電壓穩(wěn)定性。文獻(xiàn)[4]通過(guò)VSG 控制來(lái)實(shí)現(xiàn)光伏儲(chǔ)能逆變器的并網(wǎng)，在電壓電流雙環(huán)控制中采用自適應(yīng)模糊比例積分（Proportion Integration，PI）控制，保持直流側(cè)母線(xiàn)電壓的穩(wěn)定性，進(jìn)而抑制功率波動(dòng)和調(diào)節(jié)系統(tǒng)的頻率電壓，在負(fù)荷功率產(chǎn)生突變時(shí)，能從電網(wǎng)獲得相應(yīng)的功率進(jìn)行抵償。文獻(xiàn)[5]基于VSG控制原理，設(shè)計(jì)改進(jìn)的虛擬慣性自適應(yīng)控制，對(duì)儲(chǔ)能荷電狀態(tài)（State of Charge，SOC）進(jìn)行控制，改善了系統(tǒng)的輸出頻率，提高了儲(chǔ)能裝置的充放電性能。

微電網(wǎng)多集中在中低壓配電網(wǎng)，包含大量的電力電子元器件，這些電力電子元器件控制靈活，響應(yīng)速度快，但過(guò)載能力及故障穿越能力低[6]，供電不穩(wěn)定，需重復(fù)啟動(dòng)和停運(yùn)，因此要求微電網(wǎng)系統(tǒng)在離網(wǎng)工況下具備黑啟動(dòng)功能。文獻(xiàn)[7]指出，微電源具備如下兩個(gè)條件就能實(shí)現(xiàn)黑啟動(dòng)：在微電源電能轉(zhuǎn)換的直流側(cè)并聯(lián)適當(dāng)?shù)膬?chǔ)能裝置（蓄電池或超級(jí)電容）；微電源逆變器采用電壓控制方式以建立低壓配電網(wǎng)絡(luò)。文獻(xiàn)[8]指出將儲(chǔ)能逆變器交流側(cè)電壓偏差和頻率差值作為負(fù)反饋環(huán)節(jié)增加至儲(chǔ)能逆變器電壓頻率PI控制環(huán)中，并借助小信號(hào)模型分析增加阻尼模塊后的穩(wěn)定性[9]。

本文以單臺(tái)虛擬同步機(jī)為載體，建立微電網(wǎng)黑啟動(dòng)系統(tǒng)整體模型，介紹構(gòu)網(wǎng)型VSG 的工作原理，推導(dǎo)小信號(hào)模型表達(dá)式，分析轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和阻尼系數(shù)對(duì)系統(tǒng)的影響，通過(guò)對(duì)原無(wú)功-電壓環(huán)進(jìn)行改進(jìn)來(lái)實(shí)現(xiàn)零起升壓功能，提升微電網(wǎng)剛開(kāi)始離網(wǎng)運(yùn)行時(shí)的系統(tǒng)穩(wěn)定性。通過(guò)虛擬功率預(yù)同步控制，實(shí)現(xiàn)離網(wǎng)與并網(wǎng)間的無(wú)縫切換。在并網(wǎng)工況下，通過(guò)調(diào)節(jié)光伏出力，驗(yàn)證光伏板和電網(wǎng)側(cè)的輸出功率存在差值時(shí)，可通過(guò)儲(chǔ)能變流器充放電來(lái)維持光伏板和蓄電池儲(chǔ)能元件的功率之和與電網(wǎng)側(cè)的輸出功率達(dá)到相對(duì)平衡，確保光儲(chǔ)微電網(wǎng)系統(tǒng)的良好運(yùn)行。

1 微電網(wǎng)黑啟動(dòng)系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)

建立的微電網(wǎng)黑啟動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖見(jiàn)圖1。系統(tǒng)以電力電子逆變器為主體，采用串行恢復(fù)策略，包含鋰電儲(chǔ)能VSG和光伏組件兩個(gè)微源，選擇具有調(diào)頻、調(diào)壓、零起升壓能力，有足夠備用容量的鋰電儲(chǔ)能VSG作為黑啟動(dòng)微源，選擇沒(méi)有調(diào)頻調(diào)壓能力的光伏陣列單元作為非黑啟動(dòng)微源，其中光伏陣列單元是由分布式電源和電力電子器件共同組成的大規(guī)模電網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)[10]，整體為交直流混合微電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，采用雙級(jí)式光伏并網(wǎng)逆變器。光伏陣列單元作為分布式電源通過(guò)前級(jí)DC-DC 變換器對(duì)光伏板輸出電壓進(jìn)行升壓，之后經(jīng)過(guò)逆變器轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟姟?/p>

圖1 微電網(wǎng)黑啟動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖Fig.1 Structure diagram of microgrid black-start system

儲(chǔ)能蓄電池先采用雙向DC-DC 變換器來(lái)完成能量的相互交換與存儲(chǔ)，控制策略采取電壓電流雙閉環(huán)方式，電壓外環(huán)決定充放電，電流內(nèi)環(huán)決定具體的占空比，當(dāng)光伏板的輸出功率大于電網(wǎng)側(cè)的輸出功率時(shí)，雙向DC-DC 變換器轉(zhuǎn)變?yōu)锽UCK 電路，多余的電能輸送給蓄電池，此時(shí)蓄電池充電；而當(dāng)光伏板的輸出功率小于電網(wǎng)側(cè)的輸出功率時(shí)，雙向DC-DC 變換器轉(zhuǎn)變?yōu)锽OOST 電路，此時(shí)蓄電池放電，維持了系統(tǒng)動(dòng)態(tài)交互中的能量平衡。文獻(xiàn)[11]在光儲(chǔ)系統(tǒng)方面提出一種模糊控制的蓄電池充放電策略，提高了系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能變流器部分采用VSG 控制策略，可主動(dòng)建立頻率和電壓，既可以在孤島工況下帶負(fù)載，又能夠正常并網(wǎng)運(yùn)行，通過(guò)為逆變器引入虛擬慣量，檢測(cè)并網(wǎng)點(diǎn)處的頻率信號(hào)，將其轉(zhuǎn)化為角頻率，并通過(guò)功率環(huán)控制環(huán)節(jié)，跟蹤系統(tǒng)同步角速度，完成功率支持的預(yù)期目標(biāo)[12]。文獻(xiàn)[13]對(duì)VSG的穩(wěn)定性進(jìn)行分析，對(duì)約束條件進(jìn)行相應(yīng)的參數(shù)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了微電網(wǎng)在運(yùn)行過(guò)程中自動(dòng)平抑電網(wǎng)電壓和頻率波動(dòng)。光儲(chǔ)VSG系統(tǒng)的核心是維持直流側(cè)母線(xiàn)電壓的穩(wěn)定，本質(zhì)是光伏陣列單元的輸出功率和電網(wǎng)側(cè)功率達(dá)到相對(duì)平衡的狀態(tài)。其基本能量關(guān)系見(jiàn)式（1）：

式中：Ppv為光伏陣列單元的輸出功率；Pbattery為蓄電池的輸出功率；P0為線(xiàn)路損耗；Pg為電網(wǎng)側(cè)功率。光伏陣列單元輸出功率與蓄電池輸出功率之和與電網(wǎng)側(cè)功率和線(xiàn)路阻抗損耗功率應(yīng)保持相對(duì)平衡。

2 微電網(wǎng)黑啟動(dòng)系統(tǒng)控制策略

2.1 構(gòu)網(wǎng)型VSG控制原理

構(gòu)網(wǎng)型VSG整體結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 構(gòu)網(wǎng)型VSG整體結(jié)構(gòu)圖Fig.2 Overall structure of VSG with grid structure

先把儲(chǔ)能變流器近似等于同步發(fā)電機(jī)，來(lái)滿(mǎn)足系統(tǒng)調(diào)節(jié)過(guò)程中蓄電池能量的吸收和釋放，利用構(gòu)網(wǎng)型控制策略實(shí)現(xiàn)功率同步功能，輸出勵(lì)磁電動(dòng)勢(shì)的幅值相角等，通過(guò)引入同步發(fā)電機(jī)的二階數(shù)學(xué)模型，把虛擬慣性和阻尼引入逆變器，見(jiàn)式（2）：

其中，

式中：Tmn，Ten，Tdn分別為機(jī)械轉(zhuǎn)矩、電磁轉(zhuǎn)矩、阻尼轉(zhuǎn)矩；J 為轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，決定系統(tǒng)在負(fù)荷變化時(shí)，同步機(jī)調(diào)節(jié)功率的振蕩頻率；Dp為阻尼系數(shù)，決定阻尼系統(tǒng)功率振蕩的衰減速率；θ為功角；Pmn為機(jī)械功率；t為時(shí)間。

構(gòu)網(wǎng)型VSG通過(guò)對(duì)同步發(fā)電機(jī)的有功-頻率和無(wú)功-電壓下垂特性進(jìn)行模擬，實(shí)現(xiàn)一次調(diào)頻和一次調(diào)壓性能（如圖3所示），得到勵(lì)磁電動(dòng)勢(shì)向量。

圖3 增加一次調(diào)頻、一次調(diào)壓功能的VSG功率環(huán)控制環(huán)節(jié)Fig.3 VSG power loop control with added primary frequency regulation and primary voltage regulation function

調(diào)速器方程、無(wú)功電壓下垂方程見(jiàn)式（3）、（4）：

2.2 VSG小信號(hào)模型

VSG并網(wǎng)電路簡(jiǎn)化后見(jiàn)圖4。

圖4 VSG簡(jiǎn)化電路圖Fig.4 VSG simplified circuit block diagram

VSG輸出電流I為：

VSG視在功率S為：

VSG輸出的有功功率和無(wú)功功率小信號(hào)表達(dá)式為：

由轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)方程變形得：

令ΔP=Pen-Pmn，Δω=ω-ωN，ω=Δω+ωN代入式（9）得：

由無(wú)功電壓下垂方程變形得：

由式（7）、（8）、（11）、（12）得到VSG逆變器的小信號(hào)模型為：

并網(wǎng)電壓穩(wěn)定后，VSG 有功頻率控制框圖如圖5所示。

圖5 VSG有功頻率控制框圖Fig.5 VSG active frequency control block diagram

根據(jù)控制框圖可以得到VSG 有功功率小信號(hào)模型的閉環(huán)傳遞函數(shù)見(jiàn)式（14）：

式中：ζ為阻尼比。

從而可以得到二階模型的無(wú)阻尼自然振蕩角頻率和阻尼比為：

經(jīng)分析可知，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量越大，振蕩角頻率越小，曲線(xiàn)振蕩越劇烈，阻尼比越小，系統(tǒng)的超調(diào)量越大，系統(tǒng)過(guò)渡階段的時(shí)間越長(zhǎng)。而阻尼系數(shù)越大，阻尼比越大，超調(diào)量越小，曲線(xiàn)越平穩(wěn)，可提升系統(tǒng)的穩(wěn)定性。二階系統(tǒng)一般在欠阻尼情況下動(dòng)態(tài)性能最好，阻尼比的取值范圍為0～1，0.707是最佳阻尼比，根據(jù)最佳阻尼比可以計(jì)算出參考虛擬慣性和阻尼。

2.3 黑啟動(dòng)微源零起升壓控制

微電網(wǎng)中黑啟動(dòng)是指整個(gè)微電網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)生外部故障或內(nèi)部誤擾動(dòng)時(shí)，整個(gè)微電網(wǎng)陷入全黑狀態(tài)，此時(shí)不借助外力或外部大電網(wǎng)，由具有自恢復(fù)能力的黑啟動(dòng)微源先啟動(dòng)，并帶動(dòng)非黑啟動(dòng)微源來(lái)實(shí)現(xiàn)整個(gè)微電網(wǎng)的重啟，減少停電帶來(lái)的損失[14-15]。

微電網(wǎng)中逆變器型電源反應(yīng)速度較快，為抑制微電網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)黑啟動(dòng)過(guò)程中可能產(chǎn)生的勵(lì)磁涌流，VSG 還需具有額外的零起升壓功能，來(lái)建立微電網(wǎng)交流母線(xiàn)側(cè)的電壓，具體的傳遞函數(shù)表達(dá)式為：

式中：U0為微電網(wǎng)系統(tǒng)交流側(cè)電壓的額定值；a為斜率；T為輸出電壓從0上升到額定相電壓峰值311 V所需的時(shí)間。在輸出電壓上升到額定相電壓311 V后，VSG的輸出電壓保持不變，表示黑啟動(dòng)微源從零起升壓過(guò)程自動(dòng)切入到VSG 控制，負(fù)責(zé)給負(fù)載供電。改進(jìn)后的無(wú)功環(huán)如圖6所示。

圖6 帶零起升壓功能的無(wú)功-電壓控制環(huán)Fig.6 Reactive-voltage control loop with zero-start boost function

零起升壓階段T 的設(shè)計(jì)需經(jīng)過(guò)計(jì)算，T 決定了VSG 輸出電壓的變化快慢，需要合理地設(shè)計(jì)T 的范圍，具體的推導(dǎo)過(guò)程見(jiàn)文獻(xiàn)[16]。微電網(wǎng)逆變器VSG 控制信號(hào)往往存在一些誤差，在仿真里面設(shè)計(jì)的零起升壓時(shí)間為50 ms，可提升黑啟動(dòng)升壓的穩(wěn)定性和零起升壓的速度。

2.4 預(yù)同步控制策略

微電網(wǎng)在離網(wǎng)工況下，VSG 輸出電壓的幅值相角可能與電網(wǎng)電壓之間存在一定的差值，若不對(duì)幅值相位進(jìn)行一定補(bǔ)償，再并入電網(wǎng)后會(huì)引起較大的沖擊電流，對(duì)系統(tǒng)造成不利影響。

本文采用的預(yù)同步控制策略是虛擬功率預(yù)同步控制策略，在VSG的功率環(huán)控制環(huán)節(jié)上單獨(dú)建立1個(gè)新的控制環(huán)節(jié)，根據(jù)系統(tǒng)實(shí)際情況，恰當(dāng)選擇虛擬功率控制環(huán)的參數(shù)，避免了虛擬功率環(huán)與原輸入功率控制環(huán)節(jié)采用相同的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和阻尼系數(shù)，導(dǎo)致預(yù)同步時(shí)間長(zhǎng)等不足，改進(jìn)的VSG功率環(huán)節(jié)控制框圖如圖7所示，虛擬功率控制框圖如圖8所示。

圖7 改進(jìn)的VSG功率環(huán)節(jié)控制框圖Fig.7 Improved VSG power link control block diagram

圖8 虛擬功率控制框圖Fig.8 Virtual power control block diagram

圖中，虛擬功率環(huán)用于實(shí)現(xiàn)預(yù)同步控制策略，具有調(diào)頻調(diào)壓的作用，可滿(mǎn)足準(zhǔn)確性和快速性的要求。DvΔωN是二次調(diào)頻指令，在預(yù)同步控制時(shí)通過(guò)下發(fā)一次指令實(shí)現(xiàn)頻率無(wú)差調(diào)節(jié)，通過(guò)反饋虛擬功率作為VSG功率環(huán)的輸入，可實(shí)現(xiàn)VSG輸出相角的調(diào)節(jié)；Dq/Kvs是積分環(huán)節(jié)，能實(shí)現(xiàn)電壓幅值的無(wú)差調(diào)節(jié)，當(dāng)VSG 與電網(wǎng)電壓完全重合時(shí)，虛擬功率環(huán)上的傳輸功率為0，代表預(yù)同步已完成。

3 仿真分析

利用Matlab/Simulink 仿真平臺(tái)搭建如圖1 所示的仿真模型，光伏陣列單元使用PQ控制，儲(chǔ)能裝置為鋰離子電池，光儲(chǔ)微電網(wǎng)系統(tǒng)采用VSG 控制策略，直流側(cè)母線(xiàn)電壓為800 V，鋰離子電池容量為1000 Ah，額定電壓600 V，初始荷電狀態(tài)為70%，由具有調(diào)頻調(diào)壓和零起升壓能力的儲(chǔ)能VSG 作為黑啟動(dòng)微源，光伏陣列單元作為非黑啟動(dòng)微源，微電網(wǎng)主系統(tǒng)參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 微電網(wǎng)主系統(tǒng)參數(shù)Tab.1 Parameters of microgrid main system

3.1 VSG零起升壓過(guò)程仿真分析

首先對(duì)微電網(wǎng)構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能VSG 零起升壓過(guò)程進(jìn)行仿真分析，切除微電網(wǎng)內(nèi)所有的用電設(shè)備、負(fù)載、電網(wǎng)等，讓黑啟動(dòng)微源空載啟動(dòng)，結(jié)果見(jiàn)圖9。

圖9 零起升壓過(guò)程Fig.9 Zero start boost process

由圖9 可知，VSG 帶動(dòng)配電變壓器進(jìn)行零起升壓，花費(fèi)了50 ms建立起了微電網(wǎng)電壓，可見(jiàn)微電網(wǎng)系統(tǒng)不僅實(shí)現(xiàn)了黑啟動(dòng)的功能，在微電網(wǎng)母線(xiàn)電壓為0時(shí)，能夠自己建立電壓，輸出電流的值也比較穩(wěn)定，在50 ms 建立起電壓之后，迅速接入5000 W 負(fù)載來(lái)保持系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

3.2 離網(wǎng)與并網(wǎng)切換

在0.2 s 時(shí)接入5000 W 負(fù)載，之后進(jìn)行預(yù)同步操作，實(shí)現(xiàn)離網(wǎng)與并網(wǎng)之間的無(wú)縫切換。

逆變器輸出電壓與電網(wǎng)電壓的幅值差以及相位差波形見(jiàn)圖10，虛擬功率波形見(jiàn)圖11。由圖10和圖11可知，在0.5 s逆變器輸出電壓與電網(wǎng)電壓的幅值完全重合。同時(shí)相位差也變?yōu)?，虛擬功率環(huán)上的傳輸功率也降為0，說(shuō)明預(yù)同步已經(jīng)完成，實(shí)現(xiàn)了離網(wǎng)與并網(wǎng)之間的無(wú)縫切換。

圖10 逆變器輸出電壓與電網(wǎng)電壓的幅值差以及相位差波形Fig.10 Amplitude and phase difference waveform between inverter output voltage and grid voltage

圖11 虛擬功率波形Fig.11 Virtual power waveform

微電網(wǎng)系統(tǒng)頻率如圖12所示。由圖可知，在剛開(kāi)始零起升壓階段，空載啟動(dòng)，負(fù)載遠(yuǎn)低于功率參考值，頻率會(huì)大于50 Hz，之后經(jīng)過(guò)兩次投切負(fù)載，根據(jù)VSG的下垂以及調(diào)頻特性，所需的頻率補(bǔ)償量會(huì)減小，之后預(yù)同步并網(wǎng)，建立起系統(tǒng)電壓后，頻率保持在50 Hz左右。

圖12 微電網(wǎng)系統(tǒng)頻率Fig.12 Microgrid system frequency

3.3 并網(wǎng)工況下仿真分析

接下來(lái)進(jìn)行并網(wǎng)工況下的仿真分析，把光伏板也接入微電網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)。

3.3.1 工況一

設(shè)定光照強(qiáng)度為1000 W/m2，溫度為25 ℃，此時(shí)光伏板輸出有功功率為15500 W，與電網(wǎng)側(cè)的輸出功率一致，1 s時(shí)增加10 kW負(fù)載，1.5 s時(shí)移除負(fù)載，其仿真波形見(jiàn)圖13?？梢钥闯?，光伏板輸出功率等于電網(wǎng)側(cè)的輸出功率，蓄電池既不充電也不放電，在1 s 和1.5 s 時(shí)有負(fù)載的投入和切除，輸出功率和頻率會(huì)出現(xiàn)短期的暫態(tài)波動(dòng)現(xiàn)象，充分體現(xiàn)了VSG的調(diào)頻特性，都屬于正?，F(xiàn)象。

圖13 工況一的仿真波形Fig.13 Simulation waveform of working condition I

3.3.2 工況二

模擬光伏陣列板的輸出功率大于電網(wǎng)側(cè)輸出功率，增大光伏出力至大于電網(wǎng)側(cè)輸出的15.5 kW，其仿真波形見(jiàn)圖14。可以看出，此時(shí)光伏板的輸出功率大于電網(wǎng)側(cè)輸出功率，多余的電能轉(zhuǎn)移給蓄電池，蓄電池電流為負(fù)值，功率也為負(fù)值，荷電狀態(tài)SOC會(huì)增大，說(shuō)明該工況下會(huì)給蓄電池充電。

圖14 工況二的仿真波形Fig.14 Simulation waveform of working condition II

3.3.3 工況三

模擬光伏陣列板的輸出功率小于電網(wǎng)側(cè)輸出功率，減小了光伏出力，使得光伏板的輸出功率低于電網(wǎng)側(cè)的輸出功率15.5 kW，其仿真波形見(jiàn)圖15。

圖15 工況三的仿真波形Fig.15 Simulation waveform of working condition III

由圖15可知，此時(shí)光伏板的輸出功率小于電網(wǎng)輸出功率，蓄電池電流變?yōu)檎?，蓄電池的SOC 在減小，輸出功率也為正值，說(shuō)明此時(shí)蓄電池儲(chǔ)能系統(tǒng)在放電，同時(shí)光伏板和蓄電池的功率之和與電網(wǎng)側(cè)功率基本吻合，證明了光伏板和蓄電池的功率之和與電網(wǎng)側(cè)的輸出功率能夠保持相對(duì)平衡。

4 結(jié)語(yǔ)

本文針對(duì)以逆變器型微源為主體的微電網(wǎng)系統(tǒng)，從不同微源的控制策略和黑啟動(dòng)方案作為切入點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一種微電網(wǎng)黑啟動(dòng)方案，通過(guò)優(yōu)化無(wú)功-電壓環(huán)，不僅使儲(chǔ)能VSG 微源具有下垂特性，還具備了黑啟動(dòng)功能，經(jīng)過(guò)計(jì)算零起升壓時(shí)間，提升了微電網(wǎng)黑啟動(dòng)的速度和穩(wěn)定性，還建立了構(gòu)網(wǎng)型VSG 的數(shù)學(xué)模型和小信號(hào)模型，通過(guò)引入慣性和阻尼，改善了頻率和電壓的穩(wěn)定性。之后通過(guò)在Matlab/Simulink仿真驗(yàn)證，證明了微源的零起升壓策略的有效性，避免了因?yàn)榘l(fā)生不可控故障而出現(xiàn)停運(yùn)的現(xiàn)象，之后加入了預(yù)同步控制策略，使得有調(diào)頻調(diào)壓能力的儲(chǔ)能VSG 能夠?qū)崿F(xiàn)微電網(wǎng)在離網(wǎng)與并網(wǎng)之間的無(wú)縫切換，最后驗(yàn)證了在并網(wǎng)工況下各個(gè)微源之間的協(xié)調(diào)控制，驗(yàn)證了構(gòu)網(wǎng)型光儲(chǔ)變流器控制策略的有效性。