"新能源柔性并网控制-专题虚拟同步发电机控制-东北电力大学" 本篇资源摘要主要介绍了虚拟同步发电机（Virtual Synchronous Generator，VSG）控制技术在新能源柔性并网控制中的应用。VSG 是一种新型的电力电子设备，通过模拟传统同步发电机的特性，提供类似同步发电机的功能，具有自主提供频率控制、自主无功电压控制、虚拟惯性支撑、阻尼控制、自同步等功能。 VSG 背景及发展历史 虚拟同步发电机控制技术的提出最早可以追溯到1997年，IEEE task force 工作组提出了静止同步机（Static Synchronous Generator, SSG）的概念。随后，2007年德国的 Beck 教授率提出 VISMA（Virtual Synchronous Machine）概念；2008年，欧洲联合项目“VSYNC”提出VSG的概念（电压源VSG）；2009年，钟庆昌教授提出“Synchronverter”概念（含励磁模拟的电压源VSG）。2012年，美国 Hussam Alatrash 将VSG引入光伏逆变器（光储结构）。2013~2016年，南瑞、许继先后研发虚拟同步样机；张北建成最大VSG示范基地。 VSG 控制概述 VSG 控制技术的核心是通过变流器控制环节中模拟同步机的运行机制，使新能源发电设备具备主动支撑电网能力，由“被动调节”转为“主动支撑”。VSG 控制方法可以分为电压型VSG 和电流型VSG 两种。电压型VSG 控制方法可以模拟机械方程、定子电压方程和定子感应电动势方程，实现有功和无功的无差别控制。 VSG 应用场景 VSG 控制技术可以应用于储能VSG、分布式性新能源发电VSG（风电VSG、光伏VSG）、负荷VSG（电动汽车负荷、空调负荷等可控负荷）、柔性直流换流站VSG控制、全自主电力系统VSG协同研究趋势等领域。 VSG控制方法 典型VSG控制方法包括电压型VSG-虚拟频率惯性方法（二阶）、电压型VSG-synchronverter 方案（5阶）等。这些方法可以模拟同步发电机的特性，提供类似同步发电机的功能。 VSG仿真结果 通过仿真结果可以看到，VSG 控制技术可以实现有功和无功的无差别控制，具有良好的暂态特性和稳定性。 VSG 控制技术在新能源柔性并网控制中的应用具有广阔的前景和发展空间，对于改进电网稳定性和可靠性具有重要意义。

新能源发电技术是当今全球能源领域的重要发展方向，其中主要包括光伏发电和风力发电等。东北电力大学的新能源柔性并网控制课程全面介绍了这一领域的基础知识和控制策略。该课程旨在帮助学生理解和掌握新能源发电的发展现状、并网规范以及关键的并网控制技术。 课程对新能源发电的概述包括了光伏发电和风力发电的基本原理。光伏发电是利用太阳能电池将太阳光转化为电能，太阳能电池主要分为硅基电池（单晶硅、多晶硅和非晶硅）和化合物电池。硅基电池因其较高的转换效率而广泛应用，而薄膜太阳能电池由于其成本优势和易于集成的特点，具有很大的发展潜力。风力发电则涉及风力发电机和相应的并网控制系统，用于确保稳定的电能供应。 新能源并网准则对于确保新能源发电与传统电网的兼容性和稳定性至关重要。课程中会详细讲解这些准则，以便学生理解并掌握如何设计和实施有效的并网控制策略。风力并网发电的基本控制涵盖了风力发电机的控制方法，以保持电网电压和频率的稳定。而光伏发电并网控制则关注光伏逆变器的角色，确保电能质量符合电网要求。 在控制技术方面，课程特别强调了锁相环(PLL)的工作原理，这是一种用于同步发电机和电网频率的电路，确保了发电设备与电网的精准同步。孤岛检测技术用于识别和处理光伏发电系统与电网断开的情况，防止电网安全问题。无缝切换控制则关注在电网故障或维护时，确保供电连续性。低电压穿越技术则是指当电网电压骤降时，发电设备仍能维持并网运行的能力，以避免电网崩溃。主动功率控制是另一种重要的控制策略，允许发电设备根据电网需求动态调整输出功率。 课程的授课方式结合了讲解、讨论、小论文撰写和仿真作业，以促进学生的主动学习和实践操作。考核方式包括小论文、仿真作业和考试，强调理论与实践的结合。参考教材和扩展阅读材料提供了深入学习的资源，如《新能源发电与控制技术》和《新能源并网发电系统的低电压穿越》等。 在实际操作中，学生将使用MATLAB/Simulink进行仿真，这是电力系统建模和分析的常用工具。此外，课程强调研究生课程的开放探讨性质，鼓励学生独立思考和创新。 总体来说，这门课程为学生提供了一个全面了解新能源发电及其并网控制的平台，通过理论与实践相结合的方式，培养他们在未来应对电力系统中新能源挑战的能力。

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