一种改进型的虚拟同步发电机控制策略
电气传动2017年第47卷第3期
一种改进型的虚拟同步发电机控制策略
杨帆1，张辉1，2，王换民1，谭树成1，周锦1
（1.西安理工大学自动化与信息工程学院，陕西西安710048；
2.西安交通大学电气设备电气绝缘国家重点实验室，陕西西安710049）
摘要：构建基于虚拟同步发电机（virtual synchronous generator ，VSG ）的微网并网逆变器，使逆变器具有同步发电机惯量大、输出阻抗大的特点。在传统下垂控制的基础上，提出自适应调节控制以及恒压恒频控制方法，保证单机带载的可靠运行。提出基于虚拟冲击电流的预同步单元，可以在并网前完成对电网相位的有效追踪，大大降低并网瞬间的电流冲击。采用小扰动法对并网后简单系统静态稳定性进行分析，进而选取合适的惯量、阻尼、调差参数，保证VSG 按指令发送有功无功功率。
关键词：虚拟同步发电机；小扰动建模；二次调频；二次调压；预同步
中图分类号：TM464文献标识码：A DOI ：10.19457/j.1001-2095.20170312
A Modified Strategy of Virtual Synchronous Generator YANG Fan 1，ZHANG Hui 1，2，WANG Huanmin 1，TAN Shucheng 1，ZHOU Jin 1（1.School of Automation and Information Engineering ，Xi ’an University of Technology ，Xi ’an 710048，Shaanxi ，
China ；2.State Key Laboratory of Electrical Insulation and Power Equipment ，Xi ’an Jiaotong University ，
Xi ’an 710049，Shaanxi ，China ）
Abstract:Built micro grid inverter based on virtual synchronous generator （VSG ），made the inverter have the synchronous generator characteristics of large inertia ，large output impedance.On the basis of the traditional droop control ，proposed adaptive control and constant voltage constant frequency control to ensure the reliable operation of the island load mode.Proposed forecasts synchronization unit based on virtual impact current ，that could finish grid phase tracking effectively before connecting to grid ，greatly reduced grid instantaneous current shock.Analyzed simple static stability after connected to grid by microvariations method ，so as to select appropriate parameters ，such as inertia ，damping ，tuning value ，ensured the VSG send active and reactive power followed instructions.
Key words:virtual synchronous generator ；microvariations model ；secondary frequency modulation ；secondary voltage modulation ；presynchronization 基金项目：国家自然科学基金（51277150/51307140）；陕西省工业攻关（2013K07-05）；陕西省教育厅产业化培育
（14JF020）；西安市科技计划（CX1256）；电力设备电气绝缘国家重点实验室开放基金（EIPE12209）；
西安市碑林区科技计划（GX1210）；陕西省重点学科建设专项资金（105-00X1201）
作者简介：杨帆（1992-），男，硕士研究生，Email ：674771812@https://www.wendangku.net/doc/ec3618557.html,
ELECTRIC DRIVE 2017Vol.47No.3随着光伏、风电等分布式电源大量并网，如
何改善电网运行经济性、优化电力系统运行方式
以及提高电网的安全稳定性备受关注［1］。分布式
电源渗透率的增加无疑会降低传统电网发电机
的装机比例，导致旋转备用容量和转动惯量的减
小，造成电网频率及电压波动。
为使分布式电源对电网具有天然友好性，国
内外相关学者提出了虚拟同步发电机（virtual
synchronous generator ，VSG ）控制技术［2-3］，使并网逆变器呈现同步发电机的运行特性。文献［4］忽略了励磁机的动态特性。文献［5］采用5阶电压磁链方程，但阻尼D 和转动惯量J 对频率、电压调节能力有限。文献［6］加入了自适应频率调节，但未提及电压的自适应调节。文献［7］提出转子运动方程前加入系数为D p 的下垂控制改善频率稳定性，但未考虑到并网环节。文献［8］提出基于双PLL 的预同步单元，对采样得到的VSG 及电网相位进行无差控制，从而达到并网条件，但存
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万方数据