基于線性自抗擾與重復控制的虛擬同步發電機并網逆變器控制策略

呂 聰，何 山,2*，王維慶,2，陳 偉，孔令清，王喜泉

(1.新疆大學電氣工程學院，烏魯木齊市 830049；2.可再生能源發電與并網控制教育部工程研究中心，烏魯木齊市 830049)

近年來，分布式新能源發電在電力系統中的滲透率逐年提高，其中并網逆變器是實現DC-AC轉換的電力電子器件，也是連接分布式電源和電網的核心設備[1-2]。電力電子器件使系統整體的慣性、阻尼降低，影響系統的穩定性[3-4]。為此，中外學者提出了虛擬同步發電機(virtual synchronous generator,VSG)的概念，通過控制并網逆變器模擬同步發電機的特性，為系統提供慣性和阻尼[5-6]，進而改善分布式電源并網的電能質量并提高并網運行的魯棒性。

文獻[7]參照同步發電機的數學模型以及調壓、調頻特性提出電壓型VSG控制，能模擬同步發電機的外特性，具有較好的控制性能；文獻[8]將VSG控制與自適應下垂控制結合應用于多端柔性直流系統中，滿足慣性支撐的同時調整電網間不平衡功率的分配，但未考慮故障下所提策略的適用性；文獻[9]提出了在電力電子變壓器網側整流級采用VSG控制，使級聯模塊具有慣性、阻尼，從而獲得更好的動態性能來滿足直流電壓平衡的需要；文獻[10]提出了基于VSG的自調節虛擬阻抗控制，通過改善阻尼限制過載和故障期間的故障電流，但需要持續搜索最佳參數，計算時間長；文獻[11-12]提出基于自適應虛擬轉動慣量的VSG控制策略，提升了動態響應速度，但動態響應過程中會有較大的有功功率振蕩；文獻[13]提出一種對補償環節可調參數調節的改進VSG控制策略，通過降低系統階數來抑制動態響應中的功率振蕩；……