應用于電動汽車充電樁的VSG建模與分析

孫宇新，王 宇，施 凱，徐培鳳

（江蘇大學 電氣信息工程學院，江蘇 鎮江 212013）

0 引言

電動汽車推廣作為應對氣候變化問題的潛在解決方案，其滲透率呈指數級增長。一方面，電動汽車以其產生廢氣少靜謐性好的優勢，正逐步取代傳統內燃機汽車在交通領域的地位。另一方面，電動汽車在分布式電源和電網能量管理中間扮演著重要的角色，成為電網用電低谷期潛在的儲能對象，并能在高峰期向電網送電，起到削峰填谷的作用［1］。然而電動汽車也被認為是電網的附加負載，可能會對電網設備造成過載，干擾電網電壓的運行穩定性，并產生諧波。并且隨著電動汽車的日益普及，電動汽車充電樁的負面影響將會變得越發顯著。分布式電源通過電力電子變換器與電網進行聯接［2］，大規模的電力電子器件使得電網呈現一種“低慣性”的特點，缺乏物理的慣性和阻尼［3—4］。為此有學者提出將虛擬同步發電機（virtual synchronous generator，VSG）技術應用于電動汽車的充電領域，通過模擬傳統同步發電機調頻調壓的方式為系統提供可變的慣性和阻尼，從而實現電動汽車充電樁的友好并網，提高電力系統的穩定性［5］。

然而，VSG也是由脆弱的電力電子器件構成，可能出現頻率共振、輸出功率振蕩等不良特性。這些現象會降低VSG的性能，甚至會導致系統不穩定［6—7］，因此有必要對VSG的輸出阻抗進行建模分析。文獻［8］采用基于狀態空間的小信號建模方法，通過特征值和靈敏度分析了VSG的控制參數對系統穩定性的影響。……