储能变流器PCS与虚拟同步机VSG介绍

PCS介绍:
储能变流器(PCS)也是一种DC/AC三相逆变器,与风电变流器、光伏逆变器的拓扑都是一样的,但PCS对能量可充可放,同一厂家的这几类产品,同一功率等级的话硬件差别很小,软件虽有差别,但继承性也很强,所以同一功率等级的PCS与光伏逆变器的成本应很接近。
传统的PCS在并网时的控制方式简称PQ模式,是电流源型的,即其电路模型等效为一个电流源并联在电网上;在离网时的控制方式简称VF模式,是电压源型的,即其电路模型等效为一个电压源并联在电网上。风电变流器、光伏逆变器都是并网运行的,都是PQ模式。
因为PQ与VF模式的不同,传统PCS在并离网切换的时候软件里需要进行更改,所以很难做到无缝切换。

虚拟同步机技术介绍:
虚拟同步(VSG)技术是最近三年国内外的逆变器领域研究热点,意思是让逆变器模拟同步发电机的出力特性,自动地响应电网的频率和电压的变化,以提高电网供电可靠性。
虚拟同步技术是一种软件技术,与硬件无关,是对传统PCS功能的改进。它既可以在电流源型的PCS上实现,也可以在电压源型的PCS上实现,前者是在传统的电流源型PCS基础上,稍作软件改动实现的(改动量约10%);后者是在软件上重新设计实现的(改动量约50%)。前者本质还是PQ控制模式,只能并网运行,不能离网运行,可称为电流源VSG模式;后者类似于VF模式,可称为电压源VSG模式,既能并网运行,也能离网多台并联运行。
相比传统PCS的VF模式,电压源VSG模式的主要优势是并离网切换时不需要进行控制环路切换,都是运行在同一个控制模式下,过渡平滑,可以实现无缝切换。
传统PCS的VF模式和电压源VSG模式都支持离网下的多台并联运行,在处理环流和谐振风险上,没有哪一种具有天然优势。
目前国内各个厂家对虚拟同步机的概念称呼不太统一,不主动说清楚是电流源VSG模式,还是电压源VSG模式,有的称为具备虚拟同步机功能的PCS,有的直接叫电压源型虚拟同步机,所以要问清楚是否支持多台并联条件下的并网转离网无缝切换,和切换为离网之后的并联运行,才能确定是哪一种技术类型。

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