虛擬同步發(fā)電機(jī)的電網(wǎng)適應(yīng)性控制策略研究

王憲萍，馬 津，倪喜軍，王曉東

（1.國(guó)網(wǎng)山西電力公司長(zhǎng)治供電分公司，山西 長(zhǎng)治 046011；2.南京工程學(xué)院 電力工程學(xué)院，江蘇 南京210067）

0 引言

當(dāng)前，新能源如光伏和風(fēng)力發(fā)電的應(yīng)用越來越廣泛，其發(fā)電比例在電網(wǎng)中的占比也逐年提升[1]，[2]。相比于常規(guī)大容量發(fā)電機(jī)組，基于電力電子變流器的分布式發(fā)電系統(tǒng)慣性和阻尼小，使得高滲透率新能源接入下電網(wǎng)系統(tǒng)對(duì)功率波動(dòng)更為敏感，系統(tǒng)穩(wěn)定性問題更為嚴(yán)重。

傳統(tǒng)的同步發(fā)電機(jī)能夠?qū)﹄娋W(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行提供良好支撐，可通過對(duì)新能源并網(wǎng)逆變器的調(diào)控使其與同步發(fā)電機(jī)具有類似的外特性，從而提升電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。虛擬同步發(fā)電機(jī)（Virtual Synchronous Generator，VSG）可以模擬同步發(fā)電機(jī)的運(yùn)行特性，提升了逆變器的控制靈活性[3]～[5]。

針對(duì)VSG的研究多數(shù)是基于電網(wǎng)電壓三相平衡的假設(shè)[6]。常規(guī)電網(wǎng)中由于三相負(fù)載不對(duì)稱，往往會(huì)出現(xiàn)三相電壓不對(duì)稱以及電網(wǎng)電壓低次諧波等不同工況。當(dāng)并網(wǎng)逆變器接入不對(duì)稱電網(wǎng)時(shí)，常規(guī)基于對(duì)稱電網(wǎng)電壓下的控制方案會(huì)導(dǎo)致電流畸變、功率波動(dòng)等問題，進(jìn)一步惡化電網(wǎng)質(zhì)量[7]，[8]。因此，VSG在電網(wǎng)不對(duì)稱及諧波下的運(yùn)行控制顯得尤為重要。文獻(xiàn)[9]針對(duì)電網(wǎng)電壓三相不平衡情況，結(jié)合負(fù)序并網(wǎng)電流抑制策略，實(shí)現(xiàn)了對(duì)稱三相并網(wǎng)電流的控制目標(biāo)，但該方法未考慮電容支路電流的影響，實(shí)際上電感電流與并網(wǎng)電流之間存在一定偏差，導(dǎo)致實(shí)際運(yùn)行時(shí)相間不平衡。

本文針對(duì)三相電網(wǎng)電壓不對(duì)稱和電網(wǎng)存在諧波等實(shí)際電網(wǎng)工況，開展了VSG并網(wǎng)適應(yīng)性控制方法研究。……