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虚拟同步发电机有什么前景?

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虚拟同步发电机有什么前景?

发布日期:2017-08-21 作者: 点击:

近年来,随着储能技术的快速发展,考虑到储能单元的快速功率响应特性,在太阳能光伏发电中,直流侧配置储能单元,将光伏和储能单元看作一个整体,对其中的逆变器采用VSG控制技术,从而实现光伏发电友好的削峰填谷,能够有效提高分布式电源接入系统的频率稳定性,具有广阔的应用前景。

绝大部分的分布式电源都是通过电力电子变流器接入电网,而电力电子变流器与传统同步发电机有着本质的区别。电力电子变流器因其快速的动态响应、较小的过载能力、低转动惯量和低短路容量等特性将对电网的静动态稳定性产生难以忽视的影响。

而大电网中的同步发电机具有优良的惯性和阻尼特性,并能够参与电网电压和频率的调节,具有对电网天然友好的优势。因此,如果借鉴传统电力系统的运行经验和同步发电机的特性,则可以实现逆变器电网的友好接入,在很大程度上可以解决分布式电源并网所面临的诸多问题和挑战。

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基于这一思想,在传统并网逆变器的直流侧引入适量的储能单元,并在逆变器的控制中集成传统同步发电机模型,就引出了虚拟同步发电机技术。简而言之,VSG技术主要就是通过模拟同步发电机的本体模型、有功调频以及无功调压等特性,使逆变器从运行机制和外特性上都可与传统同步发电机相媲美。

在传统同步发电机中,当系统中的负荷突然变化,由于机械惯性,输入功率还来不及做出反应,则负荷所需要的功率就大于发电机的输入功率,为了保持功率的平衡,发电机只能把转子的部分动能转化为电能,从而导致发电机的转速降低,电网的频率下降。

VSG技术的研究方兴未艾,从理论体系到工程实际都还有待完善。VSG实现的载体依旧是半导体功率器件,其过载能力有限等电力电子变流器本身的问题、VSG关键参数的整定问题、储能单元的优化配置问题以及电力电子变流器与同步发电机模型耦合产生的不同频率范围内的振荡等诸多问题还亟待进一步的解决。总而言之,VSG应集同步发电机之长而避其短,借鉴传统电力系统成熟的控制理念及分析方法,模拟同步发电机优越的性能,同时结合电力电子控制的灵活性及快速性,不断去改进VSG技术。

广西发电设备沃而康了解,目前国内已有相关企业将VSG技术应用于多项实际工程中,取得了商业化的阶段性成果。




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