【世界報(bào)資訊】虛擬同步發(fā)電機(jī)頻率調(diào)節(jié)（虛擬同步發(fā)電機(jī)）
發(fā)布時(shí)間：2023-06-24 20:50:50 文章來(lái)源：互聯(lián)網(wǎng)
來(lái)為大家解答以下的問(wèn)題，擬同步發(fā)電機(jī)頻率調(diào)節(jié)，虛擬同步發(fā)電機(jī)這個(gè)很

1、您好，“薩特朗動(dòng)力”為您解答“虛擬同步發(fā)電機(jī)技術(shù)”絕大部分的分布式電源都是通過(guò)電力電子變流器接入電網(wǎng)，而電力電子變流器與傳統(tǒng)同步發(fā)電機(jī)有著本質(zhì)的區(qū)別。


(相關(guān)資料圖)

2、電力電子變流器因其快速的動(dòng)態(tài)響應(yīng)、較小的過(guò)載能力、低轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和低短路容量等特性將對(duì)電網(wǎng)的靜動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性產(chǎn)生難以忽視的影響。

3、而大電網(wǎng)中的同步發(fā)電機(jī)具有優(yōu)良的慣性和阻尼特性，并能夠參與電網(wǎng)電壓和頻率的調(diào)節(jié)，具有對(duì)電網(wǎng)天然友好的優(yōu)勢(shì)。

4、因此，如果借鑒傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)和同步發(fā)電機(jī)的特性，則可以實(shí)現(xiàn)逆變器電網(wǎng)的友好接入，在很大程度上可以解決分布式電源并網(wǎng)所面臨的諸多問(wèn)題和挑戰(zhàn)。

5、基于這一思想，在傳統(tǒng)并網(wǎng)逆變器的直流側(cè)引入適量的儲(chǔ)能單元，并在逆變器的控制中集成傳統(tǒng)同步發(fā)電機(jī)模型，就引出了虛擬同步發(fā)電機(jī)技術(shù)。

6、簡(jiǎn)而言之，VSG技術(shù)主要就是通過(guò)模擬同步發(fā)電機(jī)的本體模型、有功調(diào)頻以及無(wú)功調(diào)壓等特性，使逆變器從運(yùn)行機(jī)制和外特性上都可與傳統(tǒng)同步發(fā)電機(jī)相媲美。

7、在傳統(tǒng)同步發(fā)電機(jī)中，當(dāng)系統(tǒng)中的負(fù)荷突然變化，由于機(jī)械慣性，輸入功率還來(lái)不及做出反應(yīng)，則負(fù)荷所需要的功率就大于發(fā)電機(jī)的輸入功率，為了保持功率的平衡，發(fā)電機(jī)只能把轉(zhuǎn)子的部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能，從而導(dǎo)致發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速降低，電網(wǎng)的頻率下降。

8、如果從能量的角度來(lái)理解傳統(tǒng)同步發(fā)電機(jī)中的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，大的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，在同步轉(zhuǎn)速下也就意味著儲(chǔ)存著更多的動(dòng)能，也即可以通過(guò)短時(shí)釋放儲(chǔ)存在轉(zhuǎn)子中的動(dòng)能來(lái)參與有功功率的平衡。

9、因此，慣性也是一種儲(chǔ)能的體現(xiàn)。

10、如果逆變器直流側(cè)儲(chǔ)存的能量足夠大，當(dāng)逆變器采用VSG技術(shù)時(shí)，由于虛擬慣性的存在，可以使VSG在受擾后具有和傳統(tǒng)同步發(fā)電機(jī)一樣的慣性，那么VSG就能夠參與一次調(diào)頻；而且，考慮到同步發(fā)電機(jī)熱能-機(jī)械能-電能的轉(zhuǎn)換過(guò)程緩慢，基于儲(chǔ)能裝置的化學(xué)能-電能的轉(zhuǎn)換時(shí)間更短，因此VSG響應(yīng)速度更快，能夠參與調(diào)頻的逆變器必須配備足夠的儲(chǔ)能。

11、如果直流側(cè)不能瞬時(shí)提供足夠的能量，那么逆變器的調(diào)頻能力也就非常有限。

12、傳統(tǒng)同步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量是一個(gè)和其尺寸有關(guān)的物理量，通常隨功率的增加而增大。

13、然而，VSG的虛擬慣性并非固定不變，而是與儲(chǔ)能單元的配置密切相關(guān)，使得VSG虛擬慣性的選擇更加靈活。

14、傳統(tǒng)同步發(fā)電機(jī)中的阻尼是阻力轉(zhuǎn)矩隨轉(zhuǎn)速變化而變化的一個(gè)系數(shù)，主要取決于電機(jī)的類型和運(yùn)行條件。

15、同步發(fā)電機(jī)并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，由于阻尼繞組的存在，會(huì)產(chǎn)生電磁阻尼，主要與阻尼繞組有關(guān)。

16、同樣的，在VSG中由于虛擬阻尼的引入，使得VSG具備了阻尼功率振蕩的能力。

17、近年來(lái)，隨著儲(chǔ)能技術(shù)的快速發(fā)展，考慮到儲(chǔ)能單元的快速功率響應(yīng)特性，在太陽(yáng)能光伏發(fā)電中，直流側(cè)配置儲(chǔ)能單元，將光伏和儲(chǔ)能單元看作一個(gè)整體，對(duì)其中的逆變器采用VSG控制技術(shù)，從而實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電友好的削峰填谷，能夠有效提高分布式電源接入系統(tǒng)的頻率穩(wěn)定性，具有廣闊的應(yīng)用前景。

18、VSG技術(shù)的研究方興未艾，從理論體系到工程實(shí)際都還有待完善。

19、VSG實(shí)現(xiàn)的載體依舊是半導(dǎo)體功率器件，其過(guò)載能力有限等電力電子變流器本身的問(wèn)題、VSG關(guān)鍵參數(shù)的整定問(wèn)題、儲(chǔ)能單元的優(yōu)化配置問(wèn)題以及電力電子變流器與同步發(fā)電機(jī)模型耦合產(chǎn)生的不同頻率范圍內(nèi)的振蕩等諸多問(wèn)題還亟待進(jìn)一步的解決。

20、總而言之，VSG應(yīng)集同步發(fā)電機(jī)之長(zhǎng)而避其短，借鑒傳統(tǒng)電力系統(tǒng)成熟的控制理念及分析方法，模擬同步發(fā)電機(jī)優(yōu)越的性能，同時(shí)結(jié)合電力電子控制的靈活性及快速性，不斷去改進(jìn)VSG技術(shù)。

21、目前，國(guó)內(nèi)外學(xué)者提出了多種VSG技術(shù)的實(shí)現(xiàn)思路，開展了許多富有成效的工作，所取得的很多研究成果具有很好的參考價(jià)值，這里不再一一羅列。

22、另外，據(jù)了解目前國(guó)內(nèi)已有相關(guān)企業(yè)將VSG技術(shù)應(yīng)用于多項(xiàng)實(shí)際工程中，取得了商業(yè)化的階段性成果。

本文分享完畢，希望對(duì)大家有所幫助。

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