电力电子并网离网切换控制

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电力电子，基于虚拟同步电机的并网离网切换控制，图为基于过零点检测的锁相环控制结构，请问控制结构中这两个模块的作用，以及在simulink中相关实现方式。

在基于虚拟同步电机并网离网切换的控制结构中:

  1. 过零点检测模块:用于检测电网电压的过零点,并产生过零信号。该信号用于锁定并跟踪电网电压的频率和相角,实现同步。在Simulink中可以使用Zero-Crossing Detection模块实现。

  2. 锁相环模块:它由两个控制环节组成 - 外环速度控制环和内环电流控制环。

  • 外环速度控制环:接收过零信号,并根据模拟同步发电机的转速方程,输出电机的转速给定信号ωr,以实现同电网的同步。在Simulink中可以使用PI控制器实现。

  • 内环电流控制环:接收转速给定信号ωr,并根据电机的磁链方程,输出电机的磁场给定信号if,进而产生机端同步电压。在Simulink中可以使用PI控制器实现。

以上两个模块的作用和基本实现思路如下:

  • 过零点检测模块:检测电网电压过零点,产生过零信号,用于同步跟踪
  • 外环速度控制环:接收过零信号,输出转速给定信号ωr,实现同步跟踪
  • 内环电流控制环:接收转速给定信号ωr,输出磁场给定信号if,产生同步机端电压

具体在Simulink中的实现可以参考下图:

[外环速度控制与内环电流控制Simulink示意图]

希望以上解释和示意图能对您理解虚拟同步电机并网控制的原理和Simulink实现有所帮助。

根据提供的图像和描述，图中显示了基于过零点检测的锁相环（Phase-Locked Loop，简称PLL）控制结构，用于电力电子系统中基于虚拟同步电机的并网离网切换控制。

在该控制结构中，有两个模块，分别是：

过零点检测模块：该模块的作用是检测电网电压的过零点。过零点是指电压正向和负向之间的转变点，通常在交流电源的波形中出现。过零点检测模块用于准确地检测电压波形的过零点，并将这个信息提供给锁相环模块。

锁相环模块：该模块的作用是通过与电网电压的过零点同步来控制并网离网切换。锁相环是一种控制系统，可以将输入信号与参考信号同步，并产生一个输出信号，其频率和相位与参考信号保持一致。在这个控制结构中，锁相环模块接收过零点检测模块提供的过零点信息作为参考信号，并通过调整电力电子系统的工作状态，使系统能够与电网电压同步运行。

综上所述，过零点检测模块用于检测电网电压的过零点，而锁相环模块则根据这些过零点信息来控制电力电子系统的运行状态，以实现与电网的同步运行和并网离网切换。

以下答案由GPT-4.0Plus大模型与博主A努力中.......共同编写：
电力电子并网离网切换控制是一个比较复杂的控制系统设计问题。根据您在CSDN提问的描述,我对此有以下思路和建议:

  1. 系统架构
  • 采用主控+从控的架构,主控负责并网运行控制及离网过渡控制,从控负责离网运行控制
  • 主控采用PLC或工控机,从控同样可以采用PLC或工控机,也可以使用DSP+FPGA等集成电路实现
  • PLC或工控机的优点是开发方便,DSP+FPGA的优点是性能更高,成本更低
  1. 并网运行控制
  • 根据上级的有功/无功指令,控制各个电力电子设备的开关
  • 保证电压/频率稳定,并实现功率因数校正等功能
  1. 离网过渡控制
  • 检测到并网异常时,通过主控发出离网过渡指令
  • 各电力电子设备快速转为砖墙电流型或电压源型,并切换电源至背景电源或蓄电池
  • 离网过渡过程控制比较复杂,需要考虑充电机、换流器、逆变器等设备的协调控制
  1. 离网运行控制
  • 离网成功后,主控切换至从控,由从控实现离网运行控制
  • 从控作为本地控制,独立工作于主网,保证本地电力需求
  • 离网恢复并网时,主控重新发布并网过渡控制,系统再次切换至主控
    总体来说,这个是一个典型的电气工程复杂控制系统设计问题。

这个控制结构是基于虚拟同步发电机的并网离网切换控制系统。它包含两个主要模块:

  1. 过零点检测模块
  • 用于检测三相电网电压的过零点,以获得电网电压的频率信息
  • 通过过零点的时间间隔计算出电网频率,并作为虚拟同步发电机的参考频率输入
  1. 锁相环控制模块
  • 锁相环用于控制虚拟同步发电机的转速,使其与电网同步
  • 它会根据过零点检测模块输出的参考频率,控制虚拟同步发电机的励磁电流,进而控制转速
  • 当电网频率变化时,锁相环会快速检测频率变化并相应调整励磁电流,使虚拟同步发电机的转速跟着变化,实现同步

简而言之:
过零点检测模块用于检测电网频率,并将频率信息提供给锁相环控制模块
锁相环控制模块用于控制虚拟同步发电机,使其转速与电网频率同步

这两个模块的配合,实现了虚拟同步发电机并网与电网同步运行的控制效果。

在离网过渡过程中,检测到电网故障后,锁相环控制模块会快速切断励磁,使虚拟同步发电机与电网解锁,转入自由运转状态,然后进行离网过渡控制。
所以,过零点检测模块和锁相环控制模块在这个控制结构中发挥了重要作用,前者提供同步参考,后者实现同步控制,二者配合完成并网与离网过渡控制。

虚拟同步发电机离网并网无缝切换MATLAB仿真模型#VSG

可以借鉴下
https://blog.csdn.net/m0_73346415/article/details/126407213

虚拟同步发电机离网并网无缝切换MATLAB仿真模型#VSG

看一看
https://blog.csdn.net/m0_73346415/article/details/126407213