计及无功电压环节的VSG虚拟转矩及振荡失稳机理分析

摘要：

通过模拟同步发电机的机电暂态过程,虚拟同步发电机(VSG)技术成为并网逆变器接入电网的一个颇具吸引力的方案.然而,VSG也存在功率振荡现象,相关机理的研究有待开展.文中借鉴传统电力系统中的转矩分析理论,建立了计及无功电压环节的VSG小信号模型,并结合振荡模态,重新定义了虚拟转矩系数.然后,通过分析该系数与稳定性之间的关系,从数学上证明虚拟阻尼转矩不足将导致VSG出现功率振荡失稳.之后,以鲁棒下垂控制的VSG为例,给出了虚拟转矩系数的计算方法,并在PSCAD/EMTDC和VSG实验平台验证了该结论的正确性.最后,从系统初始状态、线路参数及控制器参数等多个角度出发,讨论了VSG无功电压环节对虚拟转矩系数及系统小信号稳定性的影响,可为VSG控制器设计和系统小信号稳定性分析提供依据.

关键词：小信号模型、虚拟同步发电机、鲁棒下垂控制器、并网逆变器、虚拟转矩系数

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资助基金：中央高校基本科研业务费专项资金资助项目ZYGX2015J104;国家自然科学基金资助项目51677020

在线出版日期：2019-06-10（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：107-115