基于虛擬同步發(fā)電機控制的并網變流器同步頻率諧振機理研究

王金華，王宇翔，顧云杰，李武華，何湘寧

（浙江大學電氣工程學院，杭州310027）

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基于虛擬同步發(fā)電機控制的并網變流器同步頻率諧振機理研究

王金華，王宇翔，顧云杰，李武華，何湘寧

（浙江大學電氣工程學院，杭州310027）

摘要：虛擬同步發(fā)電機控制策略是解決高滲透率新能源并網問題的有效方案之一。然而，不同于傳統(tǒng)同步發(fā)電機，變流器模擬的虛擬同步發(fā)電機因其快速靈活的調節(jié)能力可能引發(fā)同步頻率諧振現(xiàn)象。通過建立精確的虛擬同步發(fā)電機動態(tài)模型，分析得到同步頻率諧振現(xiàn)象是由電磁磁鏈的動態(tài)過程引入；基于此諧振在控制參數(shù)設計不合理時會帶來穩(wěn)定性問題，提出2種阻尼控制的策略來抑制同步頻率諧振現(xiàn)象。最后，通過搭建8 kW實驗平臺，驗證了虛擬同步發(fā)電機中的同步頻率諧振現(xiàn)象及所提阻尼控制策略的有效性。

關鍵詞：虛擬同步發(fā)電機；電磁暫態(tài)；同步頻率諧振；阻尼控制

Project Supported by the National Basic Research Program （973 Program）（2012CB215106）

引言

隨著分布式能源滲透率的不斷提高，電壓源型變流器VSC（voltage source converter）作為分布式能源并網的主要設備之一，受到廣泛關注。目前并網變流器大多采用電流矢量控制策略［1-3］，通過鎖相環(huán)PLL（phase-locked loop）實現(xiàn)與電網的準確同步。然而，分布式能源出力具有波動性和不確定性，會影響并網點鎖相環(huán)的跟蹤特性，進而影響VSC的控制性能。此現(xiàn)象在弱電網和具有較低短路電流比的應用場合尤為嚴重，可能帶來穩(wěn)定性問題［4-6］。

為提高分布式能源并網系統(tǒng)的穩(wěn)定性，滿足弱電網的并網需……