基于自適應慣量阻尼綜合控制算法的虛擬同步發(fā)電機控制策略

李東東 ，朱錢唯 ，程云志 ，劉慶飛 ，林順富 ，楊 帆 ，邊曉燕

（1.上海電力學院 電氣工程學院，上海 200090；2.上海高校高效電能應用工程研究中心，上海 200090；3.美國德州電力可靠性委員會，美國 泰勒 76574）

0 引言

隨著傳統(tǒng)能源的枯竭，以新能源為主體的分布式發(fā)電 DG（Distributed Generation）逐漸興起［1-3］。 絕大多數(shù)分布式能源接入電網(wǎng)時需要并網(wǎng)逆變器作為接口，而逆變器往往存在著過載能力差、輸出阻抗小和幾乎不存在慣性等缺點［4］。

傳統(tǒng)電力系統(tǒng)中，多以大型同步發(fā)電機為主要電源。由于同步發(fā)電機的轉子存在慣性，因此當電力系統(tǒng)發(fā)生負荷突變或發(fā)電機跳閘時，正常運行的同步發(fā)電機會通過釋放轉子動能緩慢彌補功率缺額，以抑制頻率的快速變化，達到維持電網(wǎng)安全穩(wěn)定的目的。然而，作為以逆變控制為核心的DG系統(tǒng)，其慣性的缺失會導致在系統(tǒng)發(fā)生擾動時各電能參數(shù)的過快響應。其中，系統(tǒng)頻率的突變會影響配電網(wǎng)甚至電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。

針對上述缺陷，文獻［5］最早提出了虛擬同步發(fā)電機 VSG（Virtual Synchronous Generator）的概念，它借鑒了同步發(fā)電機的電磁與機械方程，從外特性上成功等效了同步發(fā)電機的模型，為逆變器增加了慣性支撐。為了改善VSG系統(tǒng)的頻率穩(wěn)定性，學術界針對VSG的調速器與本體控制器進行了相關研究。文獻［6］結合了傳統(tǒng)電網(wǎng)的二次調頻，實現(xiàn)了VSG控制中頻率的無差調節(jié)，但采用分散式調頻中的PI參數(shù)不易精確選取。文獻［7］提出了自適應調節(jié)的VSG頻率控制策略，解決了二次調頻下PI參數(shù)難以精確選取的問題。……