Обеспечение устойчивой синхронизации нелинейных осцилляторов с инерцией
Рассматривается задача синхронизации колебаний нелинейных осцилляторов с инерцией для обеспечения условий параллельной работы большого количества источников электрической энергии, включенных в локальную электроэнергетическую систему через согласующие инверторы напряжения. Целью служит повышение эквивалентной инерции или, что эквивалентно, динамической устойчивости сети с большим объемом инверторной генерации. В настоящее время поставленная задача решается либо при отсутствии инерции, либо в рамках семейства алгоритмов, получивших обобщенное название «виртуальная синхронная машина», которая позволяет при управлении инвертором имитировать поведение эквивалентного синхронного генератора. Однако реальные синхронные машины имеют высокую перегрузочную способность, что позволяет осуществлять синхронизацию напряжений с погрешностью и, соответственно, с возникновением ударных токов. Исследуется альтернативный вариант управления на основе виртуального нелинейного осциллятора, позволяющий использовать способность колебательных систем к точной самосинхронизации, что существенно упрощает процесс втягивания в синхронизм без возникновения ударных токов. Однако известная классическая реализация алгоритмов на основе виртуального нелинейного осциллятора при параллельной работе инверторов не позволяет улучшить динамическую устойчивость электроэнергетической системы. В представленной статье предложена модификация алгоритма на основе виртуального нелинейного осциллятора, позволяющая обеспечивать устойчивую синхронную или антисинхронную работу осцилляторов в структуре направленного кольца за счет дополнения математической модели виртуального осциллятора инерционной кинематической моделью «Дженерал Моторс». Средствами компьютерного моделирования показана работоспособность предложенного алгоритма для синхронизации большого числа нелинейных осцилляторов и возможность управления инерционными свойствами системы таких осцилляторов на примере локальной электроэнергетической системы.
Авторы: В. С. Лавриновский, Н. А. Доброскок, Р. М. Мигранов, А. Д. Стоцкая, П. Д. Шувалова
Направление: Электротехника
Ключевые слова: управление на основе виртуального осциллятора, виртуальная инерция, модель Курамото, модель преследования, осцилляторы с инерцией, синхронизация нелинейных осцилляторов
Открыть полный текст статьи