虚拟同步发电机的电流谐波抑制的自抗扰控制研究开题报告

1. 本选题研究的目的及意义

随着电力电子技术和分布式发电技术的快速发展，虚拟同步发电机（vsg）作为一种能够模拟传统同步发电机运行特性的控制技术，在提升新能源和储能系统并网稳定性、改善电能质量等方面展现出巨大潜力，正逐渐成为现代电力系统中的研究热点。

然而，vsg在实际运行中，由于电力电子器件的开关特性、非线性负载以及电网电压畸变等因素的影响，其输出电流中不可避免地会产生谐波，进而影响电能质量，甚至威胁电网的安全稳定运行。

因此，有效抑制vsg电流谐波，提高其电能质量，对于保障电力系统的安全稳定运行、促进新能源和储能技术的规模化应用具有十分重要的意义。

2. 本选题国内外研究状况综述

近年来，vsg的电流谐波抑制问题引起了国内外学者的广泛关注和深入研究，并取得了一系列重要研究成果。

1. 国内研究现状

国内学者在vsg电流谐波抑制方面开展了大量研究工作，主要集中在以下几个方面：1.基于改进控制策略的谐波抑制方法：例如，文献[1]提出了一种基于改进型滑模控制的vsg电流谐波抑制策略，通过引入模糊控制算法，有效地提高了系统的鲁棒性和动态响应速度。

3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

本选题主要研究内容包括：1.vsg数学模型的建立和分析：建立基于电压外环和电流内环双环控制的vsg并网系统模型，并分析其电流谐波产生的机理。

2.自抗扰控制器的设计：针对vsg电流谐波问题，设计自抗扰控制器，包括跟踪微分器、非线性状态误差反馈控制律、扩张状态观测器等模块，并进行参数整定。

3.基于自抗扰控制的vsg电流谐波抑制策略设计：将自抗扰控制器应用于vsg系统，设计电流谐波抑制策略，并进行稳定性分析。

4. 研究的方法与步骤

本研究将采用理论分析、仿真建模和实验验证相结合的研究方法。

1.理论分析阶段：-深入研究vsg的工作原理、控制策略以及电流谐波产生机理。

-研究自抗扰控制理论，分析其在非线性系统控制、扰动抑制等方面的优势。

5. 研究的创新点

本研究的创新点在于将自抗扰控制理论应用于vsg电流谐波抑制领域，提出基于自抗扰控制的vsg电流谐波抑制策略，并通过仿真和实验验证其有效性。

具体创新点如下：
1.提出了一种基于自抗扰控制的vsg电流谐波抑制策略，能够有效抑制vsg输出电流中的谐波含量，提高电能质量。

2.设计了一种适用于vsg系统的自抗扰控制器，并给出了控制参数的整定方法，该控制器能够有效克服vsg系统非线性、参数不确定性等问题，具有良好的动态响应性能和鲁棒性。

6. 计划与进度安排

第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。

第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲

第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文

7. 参考文献（20个中文5个英文）

[1] 刘畅，张兴,王晓峰,等.基于改进型虚拟同步发电机的孤岛微网稳定性研究[j].电力系统保护与控制,2022,50(12):15.

[2] 孙善浩,王毅,郭力,等.基于双闭环自抗扰控制的永磁直驱风力发电机并网控制策略[j].电工技术学报,2022,37(15):3989-3998.

[3] 谢广玲,张沛超,李琳,等.基于自抗扰控制的vsg并网电流控制策略[j].电力自动化设备,2022,42(03):217-224.