虛擬同步發電機暫態穩定協同控制

王 揚,張 靖，何 宇，陳 澎，李博文

(貴州大學 電氣工程學院,貴州 貴陽 550025)

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為了解決環境問題和能源危機，近年來采用風、光等可再生能源為主的分布式發電DG(Distributed Generation)技術受到了國內外學者的廣泛關注[1-2]。由分布式電源參與組成的微電網也得到迅速發展[3 - 4]。大多數分布式電源需要通過逆變器接入電網，但逆變器是一類無法為系統提供慣性和阻尼的靜態電力電子設備，大量逆變器接入電網將削弱系統抑制振蕩的能力，對電力系統產生不可忽視的影響[5 - 6]。對逆變器引入虛擬同步發電機VSG(Virtual Synchronous Generator)技術，通過模擬傳統同步發電機的慣性以及阻尼特性，可達到抑制振蕩的目的[7]，改善分布式電源的動態響應能力。

隨著可再生能源的滲透率越來越高，由隨機性帶來的電力系統穩定問題日益突出，而VSG通常受容量限制，導致其承受頻率和功率波動的能力不及同步發電機[7]。電源出力突變、電力系統故障以及大負荷功率突變等擾動使得VSG的暫態穩定性面臨著嚴峻的考驗。目前，VSG的研究主要集中在穩態運行方面，對于其暫態穩定性的研究較少。文獻[8]采用李雅普諾夫函數法分析了VSG系統的暫態穩定性，并提出Bang-Bang控制改變虛擬轉動慣量參數以提高其暫態穩定性。文獻[9]提出了一種基于控制器狀態跟隨的運行模式切換控制策略。文獻[10]采用狀態反饋精確線性化控制，通過控制逆變器的輸出電壓提高VSG的暫態穩定性。文獻[11]以快速響應為目標函數，調節VSG虛擬轉動慣量和阻尼系數，縮短了暫態過渡過程，抑制了頻率和功率的波動。……