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期刊號: CN32-1800/TM| ISSN1007-3175

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柔性直流輸電系統(tǒng)中虛擬同步發(fā)電機技術研究綜述

來源:電工電氣發(fā)布時間:2022-08-29 14:29 瀏覽次數:380

柔性直流輸電系統(tǒng)中虛擬同步發(fā)電機技術研究綜述

趙瑩萍1,潘歡1,2,姜漢周1
(1 寧夏大學 物理與電子電氣工程學院,寧夏 銀川 750021;
2 寧夏電力能源安全重點實驗室,寧夏 銀川 750004)
 
    摘 要:虛擬同步發(fā)電機技術 (VSG) 通過對同步發(fā)電機 (SG) 的慣性響應和有功-頻率下垂特性的模擬,可為交流網絡提供頻率支撐。介紹了基于電壓源換流器的柔性直流輸電 (VSC-HVDC) 系統(tǒng)的發(fā)展以及換流器控制方式,對能為本地交流網絡以及互聯(lián)的異步交流網絡提供頻率支撐的 VSG 技術進行了解釋;基于現(xiàn)有學術研究,對 VSC-HVDC 系統(tǒng)中 VSG 控制技術的應用進行綜述;闡述了 VSG 控制中引入直流電壓控制以及采用多 VSG 并聯(lián)控制有可能會出現(xiàn)的問題,指出如何克服或減小該問題的影響是未來研究的方向。
    關鍵詞: 虛擬同步發(fā)電機;柔性直流輸電;頻率支撐;換流器控制;直流電壓控制
    中圖分類號:TM721.1     文獻標識碼:A     文章編號:1007-3175(2022)08-0001-07
 
Review of Virtual Synchronous Generator Technology in the
VSC-HVDC System
 
ZHAO Ying-ping1, PAN Huan1,2, JIANG Han-zhou1
(1 School of Physics and Electronic-Electrical Engineering, Ningxia University, Yinchuan 750021, China;
2 Ningxia Key Laboratory of Electrical Energy Security, Yinchuan 750004, China)
 
    Abstract: Virtual synchronous generator(VSG) provides frequency support to AC networks by simulating inertial response and droop characteristics of the active power frequency of the synchronous generator (SG). This paper introduced the VSC-HVDC system development and the control mode of the converter. Moreover, it elaborated on the VSG technology, which could provide frequency support for local AC networks and interconnected asynchronous AC networks. In addition, it summarized the application of VSG control technology in the VSC-HVDC system based on the existing academic research. Besides, this paper described the possible problems of introducing DC voltage control into VSG control and used multiple VSG parallel control. In sum, this study points out that the research direction could be how to overcome those problems or reduce the impacts.
    Key words: virtual synchronous generator; VSC-HVDC ; frequency support; converter control; DC voltage control
 
參考文獻
[1] 郭朝先.2060 年碳中和引致中國經濟系統(tǒng)根本性變革[J] . 北京工業(yè)大學學報(社會科學版),2021,21(5):64-77.
[2] 湯廣福,賀之淵,龐輝. 柔性直流輸電工程技術研究、應用及發(fā)展[J]. 電力系統(tǒng)自動化,2013,37(15):3-14.
[3] 唐釀,盛超,陳萌,等. 虛擬同步發(fā)電機技術綜述[J].南方電網技術,2016,10(11):30-38.
[4] BIANCHI F D, DOMNGUEZ-GARCA J L.Coordinated frequency control using MT-HVDC grids with wind power plants[J].IEEE Transactions on Sustainable Energy, 2016,7(1):213-220.
[5] CHAUDHURI N R,MAJUMDER R, CHAUDHURI B.Systemfrequency support through multi-terminal DC (MTDC) grids[J].IEEE Transactions on Power Systems,2013, 28(1):347-356.
[6] 呂志鵬,盛萬興,鐘慶昌,等. 虛擬同步發(fā)電機及其在微電網中的應用[J] . 中國電機工程學報,2014,34(16):2591-2603.
[7] 鐘慶昌. 虛擬同步機與自主電力系統(tǒng)[J] . 中國電機工程學報,2017,37(2):336-349.
[8] OOI B T, WANG Xiao.Boost-type PWM HVDC transmission system[J].IEEE Transactions on Power Delivery,1991, 6(4):1557-1563.
[9] 徐政,陳海榮. 電壓源換流器型直流輸電技術綜述[J]. 高電壓技術,2007,33(1):1-10.
[10] WESTEREWELLER T, FRIEDRICH K, ARMONIES U,et al.Trans Bay Cable-World's First HVDC System Using Multilevel Voltage-Sourced Converter[C]//CIGRE Session,2010.
[11] 李翠萍,余芳芳,李軍徽,等. 基于 MMC 的多端高壓直流輸電系統(tǒng)研究綜述[J] . 現(xiàn)代電力,2017,34(1):62-68.
[12] 劉奔. 多端柔性直流輸電系統(tǒng)協(xié)調控制策略研究[D].淮南:安徽理工大學,2019.
[13] 唐庚,徐政,劉昇,等. 適用于多端柔性直流輸電系統(tǒng)的新型直流電壓控制策略[J] . 電力系統(tǒng)自動化,2013,37(15):125-132.
[14] 張升宇. 基于虛擬同步發(fā)電機的多端柔性直流輸電系統(tǒng)協(xié)調控制研究[D]. 長沙:湖南大學,2019.
[15] 朱良合,袁志昌,盛超,等. 基于柔性直流輸電的異步互聯(lián)系統(tǒng)頻率支援控制方法綜述[J] . 電力自動化設備,2019,39(2):84-92.
[16] 周珊,呂志鵬,吳鳴,等. 虛擬同步機技術在電動汽車充電樁中的應用[J] . 供用電,2019,36(4):24-30.
[17] GUAN Minyuan, PAN Wulue, ZHANG Jing, et al.Synchronous generator emulation control strategy for voltage source converter (VSC) stations[J].IEEE Transactions on Power Systems,2015, 30(6) :1-9.
[18] 高丙團,夏超鵬,張磊,等. 基于虛擬同步電機技術的 VSC-HVDC 整流側建模及參數設計[J]. 中國電機工程學報,2017,37(2):534-544.
[19] 李琰,王巖,高峰,等. 光伏電站與 VSC-HVDC 無通信虛擬同步機協(xié)調控制策略[J] . 現(xiàn)代電力,2017,34(5):74-81.
[20] 姚為正,楊美娟,張海龍,等.VSC-HVDC 受端換流器參與電網調頻的 VSG 控制及其改進算法[J] . 中國電機工程學報,2017,37(2):525-533.
[21] 吳夕純. 基于虛擬同步機的柔性直流輸電換流器的控制技術研究[D]. 南京:東南大學,2019.
[22] CHEN Jikai, ZENG Qiang, LI Guoqing,et al.A Coordination Control Method for Multi-Terminal AC/DC Hybrid System Based on MMC Transmission Technology[C]//2019 IEEE 10th International Symposium on Power Electronics for Distributed Generation Systems(PEDG),2019.
[23] 劉中原,王維慶,王海云,等. 基于 VSG 技術的 VSC-HVDC 輸電系統(tǒng)受端換流器控制策略[J]. 電力建設, 2019,40(2):100-108.
[24] WANG Ren, CHEN Laijun, ZHENG Tianwen, et al. VSGbased adaptive droop control for frequency and active power regulation in the MTDC system[J].CSEE Journal of Power and Energy Systems,2017,3(3) :260-268.
[25] KUANG Yuling, LI Yong, WANG Weiyu, et al.An adaptive virtual synchronous generator control strategy for VSC-MTDC systems and sensitivity analysis of the parameters[C]//2018 13th IEEE Conference on Industrial Electronics and Applications(ICIEA),2018.
[26] 申志鵬,朱介北,李斌,等. 基于柔性直流輸電系統(tǒng)的雙邊慣量和阻尼模擬控制方案[J] . 高電壓技術,2021,47(10):3505-3518.
[27] 劉國宇,藺圣杰,吳鳴,等. 虛擬同步機示范工程綜述[J]. 供用電,2019,36(4) :37-42.