本文由公司网站滚圆机网站 转摘采集转载中国知网整理!   http://www.dapengkuoguanji.com/ 首先介绍了传统同步发电机(SG)的数学模型;其次设计虚拟同步发电机(VSG)控制策略的算法,即将逆变装置等效成发电机的数学模型;然后根据SG频率-有功功率、电压幅值-无功功率下垂特性,设计虚拟调速系统和虚拟励磁控制系统;最后在MATLAB/Simulink环境中建立基于VSG控制的逆变器仿真模型。仿真结果表明,基于VSG控制的逆变器可以模拟出SG大转动惯量、下垂特性、功率输出特性等特点,验证了VSG控制策略的可行性。 定的支撑能力［2-3］。早期提出的VSG方案中，多采用电流控制型VSG模型［4-5］。考虑到传统发电机是以电压源形式将能量送入电网中，目前多采用电压控制型VSG模型进行分析研究［6-9］。本文首先分析了传统SG的数学模型，然后对比SG设计了电压型VSG控制策略，包括VSG算法、虚拟调速系统和虚拟励磁控制系统;最后在MATLAB/Simulink中搭建仿真模型，仿真结果表明基于VSG控制的逆变器可以提高系统频率稳定性。1SG的数学模型理想三相SG的绕组结构图如图1所示。假设是极对数为1的隐极式SG，本文由公司网站滚圆机网站 转摘采集转载中国知网整理!   http://www.dapengkuoguanji.com/ 定子自感互感都为常数，转子中没有阻尼绕组，忽略铁心磁饱和及涡流损耗［10］。图1理想三相SG的绕组结构图i=iaib[i]cT表示三相定子绕组的电流，if表示转子(励磁)绕组的电流，u=uaub[u]cT表示三相绕组引出端的端电压;Ｒs表示定子绕组电阻，定子绕组上的电感为Ls=L－M，其中L为绕组电感的自感，M为三相绕组之间的互感;转子绕组上的电阻用Ｒf表示，Lf表示转子绕组上的自感，Maf、Mbf和Mcf分别表示转子与三相绕组之间的互感，虚拟同步发电机控制-电动折弯机数控钢管滚圆机折弯机张家港滚圆机滚弧机会随着转子电角度θ呈正弦函数变化。Maf=MfcosθMbf=Mfcos(θ－2π/3)Mcf=Mfcos(θ+2π/3{)(1)式中:Mf———互感系数。SG三相绕组磁链Ψ等于三相绕组的自感磁链、互感磁链之和，具体表达式对比虚拟调速器，设电压幅值调节系数τv，则有K=ωnDqτv(14)虚拟励磁控制器控制图如图6所示。图6虚拟励磁控制器控制图由VSG算法得到的VSG输出有功功率Pe、无功功率Qe和电磁转矩Te，根据设计的虚拟调速器得到VSG的角速度和相位角，虚拟励磁控制器得到Mfif，通过VSG控制得到逆变器的调制信号，调制信号与载波信号作比较得出的驱动信号来实现预期的逆变器桥臂输出电压。VSG控制策略图如图7所示。图7VSG控制策略图3仿真分析在MATLAB/Simulink仿真软件中搭建基于VSG控制的逆变器，验证该控制策略接入电网后的特性以及对频率波动的作用。模型中，三相线电压有效值为500V，额定频率50Hz;直流侧设计为直流电压源;逆变器有功、无功参考值设置为1MW、0kvar。根据前面2．2节和2．3节设计Dp、Dq。Dp=ΔT/Δω=ΔP/(ωΔω)=1013．21，Dq=ΔQ/ΔU=12249．3。(1)虚拟调速系统的验证:1s时，电网电压频率由50Hz降低到49．7Hz;3s时，频率升高0．2Hz。虚拟调速系统仿真结果如图8所示。图8虚拟调速系统仿真结果由图8可见，频率降低0．3Hz时，逆变器输出虚拟同步发电机控制-电动折弯机数控钢管滚圆机折弯机张家港滚圆机滚弧机本文由公司网站滚圆机网站 转摘采集转载中国知网整理!   http://www.dapengkuoguanji.com/