虚拟同步机
虚拟同步机是基于微网技术提出的一种电力电子技术,传统的电力电子发电设备多采用PQ控制,动态响应快,缺少类似同步电机的阻尼特性,从而引起电网波动等问题。故为了迎合电网特性,使得逆变器具有同步电机阻尼特性的技术,我们称为虚拟同步机技术。
同步发电机具有下垂特性:
首先有功—频率下垂:当功率增加的时候,电机的频率会下降。反之亦然
无功—电压下垂:当无功增加的时候,电压会减小。反之亦然。
控制结构图:
虚拟同步机一般利用同步电机的转动方程,将其应用于逆变器的外环控制,控制其输出频率。当将发电机原动机和转子看做刚体时,可以将输出单元的转子运动方程表示为:
在同步电机输出控制上,有功功率靠机械转矩控制,无功功率依靠励磁系统控制,二者独立运行,同时频率偏移量和电压偏移量均可通过调频调压消除。实现逆变器输出有功和无功解耦控制,虚拟同步机等效如下:
通过有功功率对输出转矩的影响,得方程:
发电机电磁转矩方程在控制上:
无功----下垂方程:
并离网逆变主回路拓扑:
实验数据:
有功—频率实验:30KW机型,开始带载20KW电阻负载,载0.2S加载到30KW,波形如下:
第一幅电压波形
第二幅电流波形
第一幅:有功功率从20KW,在0.2S的时候加载到30KW
第二幅:频率
第三幅:无功功率
第四幅:输出电压给定