Улучшение демпфирующих свойств виртуального синхронного генератора с помощью корректирующего согласно-параллельного регулятора; Электричество; № 1
| Parent link: | Электричество: теоретический и научно-практический журнал.— .— Москва: Изд-во МЭИ.— 0013-5380 № 1.— 2024.— С. 18-36 |
|---|---|
| Ente Autore: | |
| Altri autori: | , , , |
| Riassunto: | Заглавие с экрана В современных энергосистемах наблюдается устойчивый рост числа генерирующих объектов на основе сетевых инверторов, приводящий к значительному изменению динамических свойств энергосистем. В первую очередь это выражается в снижении инерционного отклика, который обеспечивали традиционные синхронные генераторы. В связи с этим ключевой технологией для современных гибридных энергосистем становится новая концепция управления сетевыми инверторами в режиме «виртуальный синхронный генератор» (ВСГ), которая позволяет имитировать свойства и возможности синхронной генерации. Однако традиционным алгоритмам управления ВСГ характерен ряд принципиальных проблем, например, взаимовлияние контуров управления активной и реактивной мощностями. В статье предлагается альтернативная структура ВСГ, управляемая опорным сигналом тока (ВСГ-Т). Однако данная структура является сложной и ей характерен недостаток демпфирующего момента при изменении плотности электрической сети. В связи с этим предлагается подход по усилению демпфирующих свойств ВСТ-Т за счёт использования согласно-параллельного регулятора, состоящего из простого пропорционального звена. Представленный в статье анализ замкнутой передаточной функции продемонстрировал снижение порядка модели до второго за счёт предложенного регулятора, что позволило вывести простые зависимости для настройки модели. С помощью рассмотрения модели в пространстве состояний и коэффициентов чувствительности и участия доказано преобладающее влияние коэффициента усиления разработанного регулятора именно на низкочастотные корни, что приводит к улучшению демпфирующих свойств ВСГ-Т. Результаты динамического моделирования во временной области подтвердили обозначенные свойства и возможности модифицированной структуры ВСГ-Т с согласно-параллельным регулятором. Продемонстрировано отсутствие влияния демпфирующего эффекта на инерционный отклик модифицированной структуры ВСГ-Т, выражающееся в постоянстве скорости изменения частоты при увеличении коэффициента демпфирования. Сделан вывод об эффективности, устойчивости модифицированной структуры ВСГ-Т и возможности её гибкой настройки для получения любого желаемого динамического отклика в условиях разной плотности электрической сети и загрузки по мощности сетевого инвертора In modern power systems, a continuous growth in the number of generating facilities based on grid inverters is observed, which leads to a significant change in the dynamic properties of power systems. This is primarily expressed in the reduction of the inertial response provided by conventional synchronous generators. In this regard, a new control strategy for grid inverters based on the virtual synchronous generator (VSG), which simulates the properties and capabilities of synchronous generation, is becoming a key technology for modern hybrid power systems. However, the conventional VSG control algorithms are characterized by a number of fundamental problems, such as the mutual influence of active and reactive power control loops. The article proposes an alternative VSG structure controlled by a reference current signal (CC-VSG). However, this structure is complex and is characterized by an insufficient damping torque when the grid strength changes. To overcome this drawback, an approach is proposed to enhance the damping properties of the CC-VSG by using a feedforward controller consisting of a simple proportional section. The analysis of the closed-loop transfer function presented in the article has demonstrated the reduction of the model order to the second one due to the proposed controller, which made it possible to derive simple dependencies for tuning the model. By considering the state-space model as well as the sensitivity and participation coefficients, the predominant influence of the developed controller's gain on the low-frequency roots has been proven, which leads to a significant improvement in the CC-VSG damping properties. The results of dynamic simulation in the time domain have confirmed the indicated properties and capabilities of the modified CC-VSG structure with the feedforward controller. It has also been demonstrated that the damping effect has no influence on the inertial response of the modified CC-VSG structure, which is expressed in the constant frequency variation rate with increasing the damping coefficient. Accordingly, it is concluded that the modified CC-VSG structure is efficient, stable and can be flexibly tuned to obtain any desired dynamic response under conditions of different grid strength and the grid inverter power load Текстовый файл |
| Lingua: | russo |
| Pubblicazione: |
2024
|
| Soggetti: | |
| Accesso online: | https://elibrary.ru/item.asp?id=57695856 https://doi.org/10.24160/0013-5380-2024-1-18-36 |
| Natura: | Elettronico Capitolo di libro |
| KOHA link: | https://koha.lib.tpu.ru/cgi-bin/koha/opac-detail.pl?biblionumber=672424 |
MARC
| LEADER | 00000naa0a2200000 4500 | ||
|---|---|---|---|
| 001 | 672424 | ||
| 005 | 20250328103709.0 | ||
| 090 | |a 672424 | ||
| 100 | |a 20240508d2024 k||y0rusy50 ca | ||
| 101 | 0 | |a rus | |
| 102 | |a RU | ||
| 135 | |a drcn ---uucaa | ||
| 181 | 0 | |a i |b e | |
| 182 | 0 | |a b | |
| 183 | 0 | |a cr |2 RDAcarrier | |
| 200 | 1 | |a Улучшение демпфирующих свойств виртуального синхронного генератора с помощью корректирующего согласно-параллельного регулятора |d Improving the damping properties of a virtual synchronous generator by using a feedforward controller |f А. Б. Аскаров, А. А. Суворов, Н. Ю. Рубан, П. П. Радько |z eng | |
| 203 | |a Текст |b визуальный |c электронный | ||
| 283 | |a online_resource |2 RDAcarrier | ||
| 300 | |a Заглавие с экрана | ||
| 320 | |a Список литературы: 46 назв | ||
| 330 | |a В современных энергосистемах наблюдается устойчивый рост числа генерирующих объектов на основе сетевых инверторов, приводящий к значительному изменению динамических свойств энергосистем. В первую очередь это выражается в снижении инерционного отклика, который обеспечивали традиционные синхронные генераторы. В связи с этим ключевой технологией для современных гибридных энергосистем становится новая концепция управления сетевыми инверторами в режиме «виртуальный синхронный генератор» (ВСГ), которая позволяет имитировать свойства и возможности синхронной генерации. Однако традиционным алгоритмам управления ВСГ характерен ряд принципиальных проблем, например, взаимовлияние контуров управления активной и реактивной мощностями. В статье предлагается альтернативная структура ВСГ, управляемая опорным сигналом тока (ВСГ-Т). Однако данная структура является сложной и ей характерен недостаток демпфирующего момента при изменении плотности электрической сети. В связи с этим предлагается подход по усилению демпфирующих свойств ВСТ-Т за счёт использования согласно-параллельного регулятора, состоящего из простого пропорционального звена. Представленный в статье анализ замкнутой передаточной функции продемонстрировал снижение порядка модели до второго за счёт предложенного регулятора, что позволило вывести простые зависимости для настройки модели. С помощью рассмотрения модели в пространстве состояний и коэффициентов чувствительности и участия доказано преобладающее влияние коэффициента усиления разработанного регулятора именно на низкочастотные корни, что приводит к улучшению демпфирующих свойств ВСГ-Т. Результаты динамического моделирования во временной области подтвердили обозначенные свойства и возможности модифицированной структуры ВСГ-Т с согласно-параллельным регулятором. Продемонстрировано отсутствие влияния демпфирующего эффекта на инерционный отклик модифицированной структуры ВСГ-Т, выражающееся в постоянстве скорости изменения частоты при увеличении коэффициента демпфирования. Сделан вывод об эффективности, устойчивости модифицированной структуры ВСГ-Т и возможности её гибкой настройки для получения любого желаемого динамического отклика в условиях разной плотности электрической сети и загрузки по мощности сетевого инвертора | ||
| 330 | |a In modern power systems, a continuous growth in the number of generating facilities based on grid inverters is observed, which leads to a significant change in the dynamic properties of power systems. This is primarily expressed in the reduction of the inertial response provided by conventional synchronous generators. In this regard, a new control strategy for grid inverters based on the virtual synchronous generator (VSG), which simulates the properties and capabilities of synchronous generation, is becoming a key technology for modern hybrid power systems. However, the conventional VSG control algorithms are characterized by a number of fundamental problems, such as the mutual influence of active and reactive power control loops. The article proposes an alternative VSG structure controlled by a reference current signal (CC-VSG). However, this structure is complex and is characterized by an insufficient damping torque when the grid strength changes. To overcome this drawback, an approach is proposed to enhance the damping properties of the CC-VSG by using a feedforward controller consisting of a simple proportional section. The analysis of the closed-loop transfer function presented in the article has demonstrated the reduction of the model order to the second one due to the proposed controller, which made it possible to derive simple dependencies for tuning the model. By considering the state-space model as well as the sensitivity and participation coefficients, the predominant influence of the developed controller's gain on the low-frequency roots has been proven, which leads to a significant improvement in the CC-VSG damping properties. The results of dynamic simulation in the time domain have confirmed the indicated properties and capabilities of the modified CC-VSG structure with the feedforward controller. It has also been demonstrated that the damping effect has no influence on the inertial response of the modified CC-VSG structure, which is expressed in the constant frequency variation rate with increasing the damping coefficient. Accordingly, it is concluded that the modified CC-VSG structure is efficient, stable and can be flexibly tuned to obtain any desired dynamic response under conditions of different grid strength and the grid inverter power load | ||
| 336 | |a Текстовый файл | ||
| 461 | 1 | |3 379944 |9 379944 |t Электричество |o теоретический и научно-практический журнал |c Москва |n Изд-во МЭИ |x 0013-5380 | |
| 463 | 1 | |0 670432 |9 670432 |t № 1 |d 2024 |v С. 18-36 | |
| 610 | 1 | |a электронный ресурс | |
| 610 | 1 | |a труды учёных ТПУ | |
| 610 | 1 | |a демпфирование колебаний | |
| 610 | 1 | |a частотный отклик | |
| 610 | 1 | |a система управления | |
| 610 | 1 | |a согласно-параллельная коррекция | |
| 610 | 1 | |a виртуальный синхронный генератор | |
| 610 | 1 | |a возобновляемые источники энергии | |
| 701 | 1 | |a Аскаров |b А. Б. |c специалист в области электроэнергетики |c инженер-исследователь Томского политехнического университета |f 1994- |g Алишер Бахрамжонович |9 21571 | |
| 701 | 1 | |a Суворов |b А. А. |c специалист в области электроэнергетики |c доцент Томского политехнического университета, кандидат технических наук |f 1990- |g Алексей Александрович |9 18400 | |
| 701 | 1 | |a Рубан |b Н. Ю. |c специалист в области электроэнергетики |c доцент Томского политехнического университета, кандидат наук |f 1988- |g Николай Юрьевич |9 13000 | |
| 701 | 1 | |a Радько |b П. П. |c специалист в области электроэнергетики |c старший лаборант Томского политехнического университета |f 2000- |g Павел Павлович |9 88537 | |
| 712 | 0 | 2 | |a Национальный исследовательский Томский политехнический университет |c (2009- ) |9 26305 |
| 801 | 2 | |a RU |b 63413507 |c 20240508 |g RCR | |
| 856 | 4 | |u https://elibrary.ru/item.asp?id=57695856 |z https://elibrary.ru/item.asp?id=57695856 | |
| 856 | 4 | 0 | |u https://doi.org/10.24160/0013-5380-2024-1-18-36 |z https://doi.org/10.24160/0013-5380-2024-1-18-36 |
| 942 | |c CF | ||