虚拟同步发电机单机并网小信号模型及其稳定性分析
虚拟同步发电机并网运行适应性分析及探讨附录
,f f L C 分别为滤波电感和电容；g L 为电网与VSG 之间的电感图A1 电压控制型VSG 等效电路Fig.A1 Equivalent circuit of voltage-controlled VSG图A2 电压控制型VSG 控制框图Fig.A2 Control scheme of voltage-controlled VSG图A3 电流控制型VSG 等效电路Fig.A3 Equivalent circuit of current-controlled VSG图A4 电流控制型VSG 控制框图Fig.A4 Control scheme of current-controlled VSGFig.B1 Fault currents of conventional renewable energy and voltage-control VSGFig.B2 Fault currents of conventional renewable energy and current-control VSG图C1 风电VSG-同步电机仿真系统示意图Fig.C1 Wind VSG and synchronous generator system图C2 8m/s）Fig.C2 Comparisons of frequency nadirs under different penetration levels with and without wind frequency support图C3不同风速情况下，风电VSG和风电不调频系统频率偏差最低点对比（新能源占比20%）Fig.C3 Comparisons of frequency nadirs under different wind speeds with and without wind power frequency support。
虚拟同步发电机暂态稳定性分析与控
第26卷㊀第12期2022年12月㊀电㊀机㊀与㊀控㊀制㊀学㊀报Electri c ㊀Machines ㊀and ㊀Control㊀Vol.26No.12Dec.2022㊀㊀㊀㊀㊀㊀虚拟同步发电机暂态稳定性分析与控制策略王继磊,㊀张兴,㊀朱乔华,㊀韩峰,㊀付新鑫(合肥工业大学可再生能源接入电网技术国家地方联合工程实验室,安徽合肥230009)摘㊀要:虚拟同步发电机(VSG )通过模拟同步发电机的运行特性,主动参与并网点电压支撑和电网频率调节,可有效提高电力电子化电力系统的稳定性㊂当电网故障时,VSG 存在与同步发电机类似的功角失稳问题,此时传统的小信号稳定性分析理论已不再适用㊂针对这一问题,首先建立VSG 的数学模型,采用相平面法解析VSG 的暂态功角轨迹,研究电压跌落深度㊁控制参数和有功出力水平对VSG 暂态稳定性的影响,考虑阻尼情况下,根据扩展等面积法分析了VSG 的暂态稳定边界条件;然后,提出一种电网故障期间自适应调节有功功率参考值的暂态控制策略,降低有功功率不平衡,在电网严重故障期间确保稳态工作点的存在,提高系统的暂态稳定裕度;最后,通过基于RT-LAB 的半实物仿真平台验证理论分析的正确性和控制策略的有效性㊂关键词:虚拟同步发电机;电网故障;暂态稳定性;功角失稳;暂态控制策略DOI :10.15938/j.emc.2022.12.004中图分类号:TM46文献标志码:A文章编号:1007-449X(2022)12-0028-10㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀收稿日期:2022-01-07基金项目:国家自然科学基金(51937003)作者简介:王继磊(1997 ),男,博士研究生,研究方向为新能源并网系统的暂态稳定性;张㊀兴(1972 ),男,教授,博士生导师,研究方向为分布式发电及其电力电子化稳定控制技术;朱乔华(1998 ),男,硕士研究生,研究方向为储能系统及其虚拟同步发电机控制;韩㊀峰(1997 ),男,博士研究生,研究方向为储能系统及其虚拟同步发电机控制;付新鑫(1999 ),女,博士研究生,研究方向为分布式发电及其电力电子化稳定控制技术㊂通信作者:王继磊Transient stability analysis and control strategy of virtualsynchronous generatorWANG Ji-lei,㊀ZHANG Xing,㊀ZHU Qiao-hua,㊀HAN Feng,㊀FU Xin-xin(National and Local Joint Engineering Laboratory for Renewable Energy Access to Grid Technology,Hefei University of Technology,Hefei 230009,China)Abstract :The virtual synchronous generator (VSG)can effectively improve the stability of the power e-lectronic power system by simulating the operating characteristics of the synchronous generator and active-ly participating in the voltage support of the grid connection point and the frequency regulation of the grid.When the power grid fails,the VSG has the same power angle instability problem as the synchro-nous generator.At this time,the traditional small-signal stability analysis theory is no longer applicable.In order to solve this problem,the mathematical model of VSG is first established.Based on this,the phase portrait method was used to analyze the transient power angle trajectory of VSG,and the effects of voltage sag depth,control parameters,and active power output level on VSG transient stability were stud-ied.According to the extended equal area method,the transient stability boundary conditions of VSG con-sidering damping were given.Then,a transient control strategy that adaptively adjusts the active power reference value during grid faults was proposed to reduce the active power imbalance,ensure the exist-ence of steady-state operating points during severe grid faults,and improve the transient stability marginof the system.Finally,the correctness of the theoretical analysis and the effectiveness of the control strat-egy were verified by the hardware-in-the-loop simulation platform based on RT-LAB. Keywords:virtual synchronous generator;grid fault;transient stability;power angle instability;transient control strategy0㊀引㊀言随着以光伏㊁风电为代表的新能源并网比例不断攀升,传统电流控制型并网逆变器低惯性㊁欠阻尼的特征给电力系统带来的稳定性影响已不可忽视[1]㊂虚拟同步发电机(virtual synchronous genera-tor,VSG)通过模拟同步发电机的运行特性,主动参与并网点电压支撑和电网频率调节,有望在高比例新能源并网系统中发挥重要作用[2]㊂VSG提供电压㊁频率支撑的前提是VSG能够稳定并网运行㊂文献[3]建立了VSG的功率闭环小信号模型,并给出了控制参数的设计方法㊂文献[4-5]采用谐波线性化方法对VSG的输出阻抗进行建模,分析了VSG的序阻抗特性,研究了VSG与弱电网的交互稳定性问题㊂文献[6]建立了VSG的时域状态空间小信号模型,研究了控制参数㊁线路参数和滤波器参数等对系统稳定性的影响㊂然而,这些研究忽略了VSG的非线性特性,当系统工作点发生较大改变时,难以适用于系统暂态稳定性的评估㊂相较于对小信号稳定性的充分研究,并网逆变器受到大信号干扰下的暂态稳定性问题尚在不断探索㊂文献[7-8]借鉴同步发电机的暂态稳定分析方法讨论了并网逆变器的暂态稳定性,提出相应的暂态控制方法㊂文献[9-10]研究了在电流限幅作用下,下垂控制型逆变器遭受大扰动时退化成电流控制型逆变器导致暂态失稳,提出一种带有电流限幅的并网逆变器暂态稳定性评估方法㊂文献[11]指出由于并网逆变器与同步发电机的实际动态特性不同,采用等面积判据分析逆变器暂态稳定性得到的结论存在偏差㊂文献[12-14]利用李雅普诺夫函数对并网逆变器进行暂态稳定性分析,然而非线性系统的李雅普诺夫函数一般较难被构造㊂上述文献在分析并网逆变器的暂态稳定性时,均未考虑控制参数㊁有功出力水平对VSG暂态稳定性的影响㊂文献[15]利用相平面法对不同控制策略的并网逆变器暂态稳定性进行分析,并讨论了控制器增益对暂态稳定性的影响㊂文献[16]提出一种针对直接电压式VSG的虚拟电阻和相量限流方法,有效抑制电网对称短路故障引起的电流冲击,却未考虑VSG 的暂态稳定性㊂文献[17]提出一种基于暂态功角与电流灵活调控的VSG故障穿越方法,假设功角在故障期间不发生改变,但考虑到VSG的功率响应特性,实际功角会有所增加㊂本文以VSG作为研究对象,采用相平面法分析电网故障下VSG的暂态稳定性,研究电压跌落深度㊁控制参数和有功出力水平对VSG暂态稳定性的影响,并讨论VSG暂态稳定的边界条件㊂在此基础上,提出一种根据电网故障程度自适应调节有功功率参考值的暂态控制策略,降低有功功率不平衡,从而避免暂态失稳㊂最后通过半实物仿真验证所提暂态控制策略的有效性㊂1㊀VSG的数学模型VSG主电路如图1(a)所示㊂图中:L f和C f分别为LC滤波器的电感和电容;L g是电网阻抗;V pcc㊁E g 和V r分别为PCC电压㊁电网电压和桥臂侧输出电压;U dc是直流侧电压;i表示输出电流㊂图1㊀VSG的主电路和控制框图Fig.1㊀Main circuit and control block diagram of VSG图1(b)为VSG的控制框图,P ref和P e分别为有功功率参考值和瞬时有功功率;Q ref和Q e分别为无功功率参考值和瞬时无功功率;J为虚拟惯性;D p和92第12期王继磊等:虚拟同步发电机暂态稳定性分析与控制策略D q 分别为有功功率下垂系数和无功功率下垂系数;ω和ωN 分别代表VSG 角频率和电网额定角频率;V 和V N 分别为VSG 电压幅值和电压参考值;i dref 和i qref 为电压控制环输出的电流参考值,e rabc 是调制波电压㊂由于电压电流内环的动态响应远快于功率环,在功率环时间尺度下将电压电流内环视为具有理想跟踪性能的单位增益,即V pcc 为电压幅值(V )和输出相位(θ)的合成[15]㊂由图1可知有功㊁无功功率环的控制方程分别为:㊀㊀J d ωd t=P ref -P e +D p (ωN -ω);(1)㊀㊀㊀V =V N +D q (Q ref -Q e )㊂(2)对式(1)进行拉普拉斯变换可得到ω=1Js +D p (P ref-P e +D p ωN )㊂(3)定义VSG 的功角为δ,其表达式为d δd t=ω-ωN ㊂(4)将式(4)代入式(3)中,式(3)化为δ㊃=D p Js +D p ωN +1Js +D p (P ref-P e )㊂(5)图2为VSG 并网运行时的等效电路图,其中Z VSG 为VSG 的输出阻抗㊂VSG 的输出外特性等效成幅值为V ,相位为δ的电压源㊂图2㊀VSG 的等效电路图Fig.2㊀Equivalent circuit diagram of VSG由图2可得到VSG 的输出功率为:㊀㊀㊀㊀P e =32E g V sin δX g;(6)㊀㊀㊀㊀Q e =32V 2-E g V cos δX g㊂(7)式中X g =ωL g ㊂考虑到有功回路和无功回路之间的交叉耦合,将式(7)代入式(2),此时V 的表达式为V =V N +D q (Q ref-32V 2-EV cos δX g)㊂(8)由式(8)可以得到V 关于δ的关系为V =1.5D q E g cos δ-X g3D q+(X g -1.5D q E g cos δ)2+6D q X g (V N +D q Q ref )3D q㊂(9)根据式(9)可以发现,当电网故障时,VSG 的输出电压不是恒定值,其受到功角㊁电网电压幅值㊁无功下垂系数和电网阻抗等因素的影响㊂2㊀VSG 的暂态稳定性分析等面积判据被广泛应用在同步发电机的暂态稳定性分析,但由于VSG 与同步发电机相比,其阻尼系数是可控的,当阻尼系数过大时,使用等面积判据分析VSG 暂态稳定性得到的结果不准确[11]㊂因此,本节采用相平面法对VSG 的暂态稳定性影响因素进行分析,结合相平面法所得数值解,通过扩展等面积法给出了暂态稳定的边界条件㊂2.1㊀相平面法相平面法是研究一阶㊁二阶非线性系统的一种图像方法,其主要思想是在相平面上根据初始条件绘制非线性系统的运动轨迹,从而研究非线性系统的稳定性和动态性能㊂设二阶非线性系统为x ᵡ=f (x ,x ᶄ)㊂(10)式中f 是x (t )和x ᶄ(t )对应的非线性函数㊂相平面图如图3所示,当x ᶄ(t )>0时,x (t )不断增加㊂当x ᶄ(t )<0时,x (t )不断减小㊂即在上半平面中,工作点沿相轨迹向x 轴正方向移动,上半部分相轨迹箭头向右,下半平面相轨迹箭头向左,也就是说,相平面图在相轨迹上总是按顺时针方向运动的㊂只有当x ᶄ(t )=0时,系统工作在稳定状态,否则系统工作点将持续变化㊂图3㊀相平面图Fig.3㊀Phase portrait3电㊀机㊀与㊀控㊀制㊀学㊀报㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第26卷㊀2.2㊀VSG 暂态稳定性的影响因素电网发生短路故障导致电网电压跌落,VSG 有功功率输出减小㊂由式(5)可知,VSG 功角将持续增大直至δᶄ(t )=0,因此VSG 在遭受大干扰情况下的会出现类似传统同步发电机的功角失稳㊂为了避免这一状况,首先分析VSG 暂态稳定性的影响因素㊂由将式(6)代入式(5)进一步可得δ㊃㊃=-D p J δ㊃+1J (P ref -3E g sin δ2X g (1.5D q E g cos δ-X g 3D q+(X g -1.5D q E g cos δ)2+6D q X g (V 0+D q Q 0)3D q))㊂(11)由式(11)可以得到VSG 受到大扰动后的相平面图㊂图4展示了电压跌落深度对VSG 暂态稳定性的影响,a 点表示故障前系统的稳态工作点,b 点和c 点代表系统在不同程度电网故障后的稳态工作点㊂当电网电压跌落至0.6pu和0.4pu 时,功角先增大后减小,最终分别收敛至b 点和c 点,系统稳定㊂随着电网电压进一步降低至0.2pu,P ref >P emax =1.5EV /X g ,VSG 不存在稳态工作点,δᶄ(t )始终大于0,VSG 暂态失稳㊂图4㊀电网电压跌落深度对VSG 相平面图的影响Fig.4㊀Influence of grid voltage drop depth on VSGphase portrait在图5中电网电压跌落至0.4pu,图5(a)中J 分别为0.02和0.05kg㊃m 2时,功角从0.26rad 增加到1.11rad,不同J 的VSG 在故障前后有相同的稳态工作点㊂但J 的增大导致功角超调量增大,影响系统到达稳态工作点的动态过程㊂当J =0.1kg㊃m 2时,δᶄ(t )>0,功角持续增大,VSG 不能到达稳态工作点,从而暂态失稳㊂D p 对VSG 暂态稳定性的影响如图5(b)所示,正常工况下VSG 稳定运行在a 点,当D p =30时,故障后VSG 到达b 点,功角基本无超调㊂D p 减小至20时VSG 虽然最终到达b 点,但功角超调量增加㊂当D p 进一步减小至10时,功角持续发散,VSG 发生暂态失稳㊂图5(c)表明即使电网电压跌落深度相同,随着D q 的变化,VSG 的稳态工作点会发生变化,由式(6)和式(9)可知这是因为D q 的变化影响了VSG 的输出电压㊂随着D q 的增大,故障后系统稳态工作点对应的功角稳态值和暂态期间功角最大值都增大㊂当D q 增大至0.003时,VSG 发生暂态失稳㊂由上述分析可知,较小的J ㊁较大的D p 以及较小的D q 可以提高VSG 的暂态稳定性㊂图5㊀控制参数对VSG 相平面图的影响(E =0.4pu )Fig.5㊀Influence of control parameters on on VSG phase portrait (E =0.4pu )13第12期王继磊等:虚拟同步发电机暂态稳定性分析与控制策略图6展示了有功功率参考值对VSG 相平面图的影响,a ㊁b ㊁c 点分别对应正常工况下有功功率指令P ref 为5㊁12㊁20kW 的系统稳态工作点㊂随着P ref 的增大,VSG 稳态工作点对应的功角也增大㊂当电网电压跌落至0.2pu,当P ref =5kW 和P ref =12kW时,VSG 的功角增大,最终分别在d 点和e 点稳定运行,功角不再发生变化㊂当P ref =20kW 时,P ref >P emax ,VSG 不存在稳态工作点㊂故障后VSG 的功角不断增大,δᶄ(t )>0,系统暂态失稳㊂图6㊀有功功率参考值对VSG 相平面图的影响(E =0.2pu )Fig.6㊀Influence of active power reference on VSGphase portrait (E =0.2pu )2.3㊀VSG 暂态稳定的边界条件相平面分析法本质上是一种数值算法,可以针对特定系统分析暂态稳定性,实现面向系统的参数设计,具有工程价值,缺点是不具备物理意义㊂为此,针对传统等面积判据和相平面分析法的不足,根据扩展等面积法分析VSG 暂态稳定的边界条件㊂定义P n =P ref -D d δ/d t ,根据式(11)所得数值解,联立式(1),VSG 的功角曲线如图7所示㊂图7(a)中电网短路故障导致P e 下降,P n 随d δ/d t 动态变化,此时P n <P ref ,VSG 处于加速状态,功角由δ0增加至δ1㊂由于虚拟惯性的存在,Δω=ω-ωN 减小,VSG 进入减速状态,但S 加速>S 减速,δ仍持续增加,VSG 发生暂态失稳㊂图7(b)中,电网短路故障导致功角由δ0增加至δ1后,Δω减小,在a 点处Δω=0,然后δ开始减小㊂功角振荡过程结束后,VSG 最终稳定运行在c 点㊂因此,考虑阻尼后,基于式(11)所得到的数值解,VSG 暂态稳定需要满足ʏδ2δ0(P n -P e )d δɤ0㊂(12)3㊀VSG 的暂态控制策略电网故障导致P e <P ref ,由式(5)可知δᶄ(t )>0,功角不断增大,使VSG 出现类似传统同步发电机的功角失稳现象㊂与同步发电机不同的是,VSG 控制结构灵活,控制参数完全可控㊂为此,提出一种在电网故障期间自适应调节有功功率参考值的暂态控制策略,降低了有功功率不平衡,使系统在电网严重故障时仍存在稳态工作点,提高系统暂态稳定性㊂图7㊀基于扩展等面积法的VSG 功角曲线Fig.7㊀VSG power angle curve based on extended equalarea method定义有功功率差值ΔP =P ref -P e ,VSG 与电网的角频率差值Δω=ω-ωg ,由式(1)可得JdΔωd t=ΔP -D p Δω㊂(13)解线性微分方程式(13)得到Δω=ΔPD p(1-e -D p /Jt )㊂(14)则电网故障发生后功角变化量为Δδ=ʏΔωd t =ΔP D p (t +J D p e -D p /Jt -JD p)㊂(15)电网故障前VSG 有功功率输出为P ref =P eN =32V N E N sin δNX g㊂(16)23电㊀机㊀与㊀控㊀制㊀学㊀报㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第26卷㊀电网故障后功角增大,δF =δN +Δδ,则此时VSG有功功率输出为P eF =32V F E F sin δFX g=32V F E FX g(sin δN cosΔδ+sinΔδcos δN )㊂(17)式中:P eN 是正常工况下VSG 有功功率输出;P eF 是电网发生故障后VSG 有功功率输出;δN 是电网故障前的VSG 功角;δF 是电网故障后的VSG 功角;V N 和E N 分别为正常工况下VSG 输出电压和电网电压;V F 和E F 分别为电网故障后VSG 输出电压和电网电压㊂假设电网发生故障后,VSG 输出有功功率和有功功率指令值近似相等,即δF ʈδN ,Δδ被认为是一个很小的值,此时cosΔδʈ1,sinΔδʈΔδ,式(17)可进一步推导表示为P eF =32V F E FX g(sin δN +Δδcos δN )㊂(18)结合式(17),电网故障前后VSG 有功功率输出的关系为F =P eF P eN =V F E F (1+Δδcos δN )V N E N㊂(19)当电网故障后,根据式(19)适当调节VSG 有功功率参考值,避免功角持续增加,设置电网发生故障后的有功功率参考值为P ᶄref =V F E F (1+Δδcos δN )V N E NP ref ㊂(20)联立式(9)㊁式(11)和式(20)可得δ㊃㊃=E F J (((X g -1.5D q E F cos δ)2+6D q X g (V 0+D q Q 0)3D q+1.5D q E F cos δ-X g 3D q )(1+Δδcos δN V N E N P ref -3sin δ2X g ))-Dp J δ㊃㊂(21)图8是采用所提暂态控制策略的VSG 有功控制框图㊂由于实际电网电压幅值在一定范围内波动,为避免有功功率随之频繁波动,系统检测到电压幅值低于阈值时所提暂态控制策略生效,本文中设置电压阈值为90%E N ㊂考虑到实际中难以获取远端电网电压信息,其实时变化信息不能准确掌握㊂因此需要研究不依赖电网电压如何实现所提暂态控制策略㊂图8㊀采用所提暂态控制策略的VSG 有功控制环框图Fig.8㊀VSG active power control loop adopts the pro-posed transient control strategy根据图2所示,考虑VSG 分压时远端电网电压可表示[18]为E g =Z VSG +X g Z VSG V PCC -Xg Z VSGV r ㊂(22)图9展示了采用所提暂态控制策略的VSG 在电压跌落至0.2pu 时的相平面图,稳态运行功率为20kW㊂由于采用所提暂态控制策略,故障期间根据式(20)功率等级被自适应调整为3.53kW㊂正常情况下VSG 稳定工作在a 点,对应功角为0.27rad㊂电网发生故障后,VSG 功角增加至0.28rad㊂结合图6可知,采用所提暂态控制策略大大减小了功角变化量,使VSG 在电网严重故障时也存在稳态工作点,提高了VSG 的暂态稳定性㊂图9㊀采用所提暂态控制策略的VSG 相平面图(E =0.2pu )Fig.9㊀Influence of active power reference on VSGphase portrait (E =0.2pu )图10(a)为未采用所提暂态控制策略的VSG 功角曲线,虽然P n 随d δ/d t 动态变化,相较于P ref 有所下降,但S 加速>S 减速,根据式(12)可知,此时不满33第12期王继磊等:虚拟同步发电机暂态稳定性分析与控制策略足VSG 的暂态稳定边界条件,VSG 的功角持续增加,导致暂态失稳㊂图10(b)中采用所提暂态控制策略后,自适应调节P ref ,使得P n ʈP e ,S 加速<<S 减速,使得VSG 在电网严重故障情况下仍能保持暂态稳定㊂图10㊀VSG 的功角曲线(E =0.2pu )Fig.10㊀Power angle curve of VSG (E =0.2pu )4㊀半实物仿真验证为了验证理论分析的正确性,本节基于RT-LAB 的半实物仿真平台进行实验验证,平台如图11所示㊂根据图1搭建系统模型,在TI 公司的DSP -TMS320F28335进行算法实现,系统参数如表1所示㊂图11㊀基于RT-LAB 的半实物仿真平台Fig.11㊀Hardware-in-the-loop simulation platform based on RT-LAB表1㊀系统参数Table 1㊀System parameters㊀㊀㊀参数数值直流侧电压U dc /V 780滤波电感L f /mH 0.9滤波电容C f /μF10电网阻抗L g /mH5.3虚拟惯性J /(kg㊃m 2)0.05有功下垂系数D p 20无功下垂系数D q 0.002电网额定电压E /V311设置P ref =20kW,Q ref =0㊂当电压跌落深度不同时VSG 的暂态响应如图12所示,由图12(a)可以发现正常工况下VSG 的功角为0.27rad,在电网电压跌落至0.4pu 情况下系统保持稳定,故障发生后的功角稳态值为1.11rad,功角最大值为1.35rad㊂图12(b )中VSG 在电网电压跌落至0.2pu 后功角持续增大,有功功率㊁电流和功角发生振荡,VSG 暂态失稳㊂图12㊀电网故障时VSG 的暂态响应Fig.12㊀Transient response of VSG during grid fault当电网电压跌落至0.4pu,不同J 下VSG 的暂43电㊀机㊀与㊀控㊀制㊀学㊀报㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第26卷㊀态响应波形如图13所示,正常工况下VSG 功角都是0.27rad㊂从图13(a)中发现,当J =0.02kg㊃m 2时,故障发生后的功角稳态值为1.11rad,动态过程基本无超调㊂图13(b)中J =0.1kg㊃m 2,电压跌落导致功角持续增大,有功功率㊁电流和功角发生振荡,VSG 暂态失稳㊂图13㊀不同虚拟惯性下VSG 的暂态响应(E =0.4pu )Fig.13㊀Transient response of VSG under different vir-tual inertia (E =0.4pu )图14为不同有功下垂系数下VSG 暂态响应波形,正常工况下VSG 功角都是0.27rad㊂图14(a)中D p =30时在故障暂态期间功角基本无超调,故障后的功角稳态值为1.11rad㊂图14(b)中D p 减小至10,功角持续增加,VSG 发生暂态失稳㊂图15为改变无功下垂系数时VSG 的暂态响应波形,从图15(a)中观察到当D q =0.001时故障后功角的稳态值为0.93rad,故障暂态期间功角最大值为1.12rad㊂对比图12(a),D q 增大使得功角的稳态值和暂态期间最大值有所增大㊂图15(b)中D q 为0.003,功角持续增大,电网发生故障后有功功率㊁电流和功角振荡,VSG 暂态失稳㊂图14㊀不同有功下垂系数下VSG 的暂态响应(E =0.4pu )Fig.14㊀Transient response of VSG under differentactive droop coefficients (E =0.4pu )图15㊀不同无功下垂系数下VSG 的暂态响应(E =0.4pu )Fig.15㊀Transient response of VSG under differentreactive droop coefficients (E =0.4pu )53第12期王继磊等:虚拟同步发电机暂态稳定性分析与控制策略图16为采用所提控制策略VSG 的暂态响应实验波形,电网电压跌落至0.2pu㊂从图中观察到电网故障后由于根据电网跌落程度自适应调整有功功率参考值,降低了有功功率的不平衡㊂与图12(b)相比,故障后功角略有增加,避免了暂态失稳,VSG 在电网发生严重故障情况下仍能保持稳定㊂图16㊀采用所提控制策略VSG 的暂态响应(E =0.2pu )Fig.16㊀Transient response of VSG using the proposedcontrol strategy (E =0.2pu )电网对称故障相较于不对称故障危害更为严重,但不对称故障较为常见㊂图17中E a 和E b 分别跌落至0.4pu 和0.6pu,采用所提暂态控制策略后,有功功率输出降低,功角略有增加,说明所提暂态控制策略在电网不平衡故障仍然适用㊂图17㊀采用所提控制策略不平衡故障下VSG 的暂态响应Fig.17㊀Transient response of VSG under unbalancedfault with the proposed control strategy5㊀结㊀论本文建立了VSG 的数学模型,采用相平面法分析了在电网故障下VSG 的暂态稳定性,研究了VSG 暂态失稳的边界条件,并进行半实物仿真验证㊂研究结果表明:1)电压跌落程度越严重,系统越容易暂态失稳㊂VSG 的暂态稳定性与控制参数有关,J 越大㊁D p越小,功角超调量越大,降低了系统的暂态稳定裕度㊂D q 不仅影响暂态动态过程,也会改变稳态工作点,并且D q 增大会恶化VSG 的暂态稳定性㊂2)VSG 的暂态失稳是有功功率不平衡导致功角持续增大导致的㊂为了避免VSG 发生暂态功角失稳,提出一种自适应调节有功功率参考值的暂态控制策略,提高了VSG 的暂态稳定性㊂本文的重点是分析VSG 的暂态稳定性并提出暂态控制策略㊂由实验波形发现电网故障导致VSG 出现电流冲击现象,文献[17]通过降低电压参考值抑制电流冲击,但这会削弱VSG 的电压支撑特性,影响VSG 的小信号稳定性㊂因此VSG 的短路电流抑制方法将在后续进一步研究㊂参考文献:[1]㊀王涛,诸自强,年珩.非理想电网下双馈风力发电系统运行技术综述[J].电工技术学报,2020,35(3):17.WANG Tao,ZHU Ziqiang,NIAN Heng.Review of operatingtechnology of doubly-fed wind power generation system under non-ideal grid [J ].Transaction of China Electrotechnical Society,2020,35(3):17.[2]㊀郭建祎,樊友平.基于改进粒子群算法的VSG 参数自适应控制策略[J].电机与控制学报,2022,26(6):11.GUO Jianyi,FAN Youping.Adaptive control strategy of VSG pa-rameters based on improved particle swarm optimization [J].E-lectric Machines and Control,2022,26(6):11.[3]㊀WU H,RUAN X,YANG D,et al.Small-signal modeling and pa-rameters design for virtual synchronous generators [J ].IEEETransactions on Industrial Electronics,2016,63(7):1.[4]㊀伍文华,陈燕东,周乐明,等.虚拟同步发电机接入弱电网的序阻抗建模与稳定性分析[J].中国电机工程学报,2019,39(6):1560.WU Wenhua,CHEN Yandong,ZHOU Leming,et al.Impedancemodeling and stability analysis of virtual synchronous generators connected to weak grid [J].Proceedings of the CSEE,2019,39(6):1560.[5]㊀伍文华,周乐明,陈燕东,等.序阻抗视角下虚拟同步发电机63电㊀机㊀与㊀控㊀制㊀学㊀报㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第26卷㊀与传统并网逆变器的稳定性对比分析[J].中国电机工程学报,2019,39(5):1411.WU Wenhua,ZHOU Leming,CHEN Yandong,et al.Stability comparison and analysis between the virtual synchronous generator and the traditional grid-connected inverter in the view of sequence impedance[J].Proceedings of the CSEE,2019,39(5):1411.[6]㊀颜湘武,刘正男,张波,等.具有同步发电机特性的并联逆变器小信号稳定性分析[J].电网技术,2016,40(3):910.YAN Xiangwu,LIU Zhengnan,ZHANG Bo,et al.The small sig-nal stability analysis of parallel inverters with synchronous genera-tor characteristics[J].Power System Technology,2016,40(3):910.[7]㊀姜齐荣,赵崇滨.并网逆变器的电磁暂态同步稳定问题[J].清华大学学报(自然科学版),2021,61(5):415.JIANG Qirong,ZHAO Chongbin.Electromagnetic transient syn-chronous stability of grid-connected inverter[J].Journal of Tsing-hua University(Science and Technology),2021,61(5):415.[8]㊀HE X,GENG H,LI R,et al.Transient stability analysis and en-hancement of renewable energy conversion system during LVRT [J].IEEE Transactions on Sustainable Energy,2020,11(3):1612.[9]㊀赵峰,帅智康,彭也伦,等.含电流限幅器的逆变器暂态稳定性评估方法[J].中国电机工程学报,2021,41(6):2245.ZHAO Feng,SHUAI Zhikang,PENG Yelun,et al.Inverter tran-sient stability assessment method with current limiter[J].Pro-ceedings of the CSEE,2021,41(6):2245.[10]㊀HUANG L,XIN H,ZHEN W,et al.Transient stability analysisand control design of droop-controlled voltage source convertersconsidering current limitation[J].IEEE Transactions on SmartGrid,2017,10(1):578.[11]㊀WU H,WANG X.Transient stability impact of the phase-lockedloop on grid-connected voltage source converters[C]//Interna-tional Power Electronics Conference(IPEC-ECCE Asia),May20,2018,Niigata,Japan.2018:2673.[12]㊀LI M,HUANG W,TAI N,et al.Lyapunov-based large signalstability assessment for VSG controlled inverter-interfaced distrib-uted generators[J].Energies,2018,11(9):2273. [13]㊀CHENG H,SHUAI Z,SHEN C,et al.Transient angle stabilityof paralleled synchronous and virtualsynchronous generators in is-landed microgrids[J].IEEE Transactions on Power Electronics,2020,35(8):8751.[14]㊀TAUL M G,WANG X,DAVARI P,et al.An overview of as-sessment methods for synchronization stability of grid-connectedconverters under severe symmetrical grid faults[J].IEEE Trans-actions on Power Electronics,2019,34(10):9655. [15]㊀PAN D,WANG X,LIU F,et al.Transient stability of voltage-source converters with grid-forming control:a design-orientedstudy[J].IEEE Journal of Emerging and Selected Topics inPower Electronics,2020,8(2):1019.[16]㊀尚磊,胡家兵,袁小明,等.电网对称故障下虚拟同步发电机建模与改进控制[J].中国电机工程学报,2017,37(2):9.SHANG Lei,HU Jiabing,YUAN Xiaoming,et al.Modeling andimproved control of virtual synchronous generators under symmet-rical faults of grid[J].Proceedings of the CSEE,2017,37(2):9.[17]㊀李清辉,葛平娟,肖凡,等.基于功角与电流灵活调控的VSG故障穿越方法研究[J].中国电机工程学报,2020,40(7):2071.LI Qinghui,GE Pingjuan,XIAO Fan,et al.Study on fault ride-through method of VSG based on power angle and current flexibleregulation[J].Proceedings of the CSEE,2020,40(7):2071.[18]㊀教煐宗,孙丹,年珩.基于虚拟同步机的并网逆变器不平衡电压灵活补偿策略[J].电力系统自动化,2019,43(3):7.JIAO Yingzong,SUN Dan,NIAN Heng.A flexible compensationstrategy for unbalance voltage of grid-connected inverter based onvirtual synchronous machine[J].Automation of Electric PowerSystems,2019,43(3):7.(编辑:刘琳琳)73第12期王继磊等:虚拟同步发电机暂态稳定性分析与控制策略。
电力系统中基于虚拟同步发电机的电网稳定性研究
电力系统中基于虚拟同步发电机的电网稳定性研究引言电力系统是现代社会不可或缺的组成部分。
在传统电力系统中，发电机的控制一直是电力系统稳定性研究的主要方向。
虚拟同步发电机作为新型的发电机控制方式，被广泛地应用于电力系统中。
本文旨在探讨电力系统中基于虚拟同步发电机的电网稳定性研究的现状及未来发展方向。
第一章：虚拟同步发电机的概述1.1 什么是虚拟同步发电机？虚拟同步发电机是一种模拟传统同步发电机运行特性的发电机控制方式。
在虚拟同步发电机的控制下，发电机的运行特性和同步发电机相似，但是具有更好的响应速度和灵活性。
1.2 虚拟同步发电机的工作原理虚拟同步发电机的控制方式主要基于功率控制器和电网反馈控制器。
通过控制发电机实际输出功率与反馈电网电压之间的差值，实现发电机的电压和频率控制。
第二章：电力系统中基于虚拟同步发电机的电网稳定性2.1 电网稳定性的概述电网稳定性是指电力系统在发生故障或负荷突变时，保持电压、频率等各种物理指标的稳定性能力。
电网稳定性对于保障电力系统的正常运行至关重要。
2.2 基于虚拟同步发电机的电网稳定性研究虚拟同步发电机作为一种新型的发电机控制方式，可以松绑发电机的电压、频率控制，从而提高电力系统在扰动下的稳定性能力。
在现有研究中，虚拟同步发电机的控制算法被广泛应用，以完善电力系统在扰动下的稳定性。
第三章：虚拟同步发电机对电网稳定性研究的应用3.1 稳态分析虚拟同步发电机作为一种新型的发电机控制方式，能够优化电力系统的稳态性能。
在稳态分析中，虚拟同步发电机的控制算法能够有效地解决电力系统在发电机接入或切除时出现的问题，从而保证电力系统的稳定性。
3.2 瞬态分析瞬态分析是电力系统中另一个重要的稳定性分析。
虚拟同步发电机作为一种新型的发电机控制方式，能够优化电力系统在瞬态过程中的稳定性，通过控制发电机的电压和频率，降低瞬态过程中产生的电压波动和频率波动。
第四章：发展方向及未来展望虚拟同步发电机作为一种新型的发电机控制方式，为电力系统的稳定性提供了新的思路和方法。
虚拟同步发电机并网系统稳定性分析及提升方法
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目录
• 引言 • 虚拟同步发电机并网系统模型与稳定性分析 • 虚拟同步发电机并网系统稳定性提升方法 • 仿真分析与验证 • 结论与展望
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 01
引言
研究背景与意义
能源结构的转变
随着可再生能源的快速发展，电力系统的能源结构正在发生重大变 化，对虚拟同步发电机并网系统的稳定性提出了更高的要求。
面临的挑战
尽管已经取得了一定的成果，但仍存在一些关键问题需要解决，如系统建模的精确性、稳定性分析的 全面性以及提升方法的实效性等。
研究内容与方法
研究内容
本研究旨在建立更加精确的虚拟同步发电机并网系统模型，分析其稳定性，并 提出有效的提升方法。
研究方法
首先，通过调研和分析，建立虚拟同步发电机并网系统的详细模型；其次，运 用先进的稳定性分析方法对系统进行全面的稳定性评估；最后，提出针对性的 提升方法，并通过实验验证其有效性。
稳定性分析结果
稳定性判据
根据电力系统稳定性的定义，采用频率 、电压、相位差等参数作为判据，分析 虚拟同步发电机并网系统的稳定性。
VS
不稳定现象研究
针对不同的不稳定现象，研究其产生的原 因、演变过程和影响，为提升系统稳定性 提供依据。
提升方法有效性验证
提升方法设计
根据稳定性分析结果，设计相应的提升方法 ，如优化控制策略、改进设备性能等。
优化励磁控制
01
通过改进励磁控制算法，提高系统的动态响应速度和稳定性。
引入状态反馈
02
利用状态反馈技术，对系统的状态进行实时监测和调整，增强
系统的抗干扰能力。
采用预测控制
03
虚拟同步发电机稳定性分析与参数设计
电气传动2021年第51卷第2期Stability Analysis and Parameter Designing for Virtual Synchronous GeneratorCHENG Shiyao ，WANG Fang ，LI Xuecheng ，SHI Pengbo ，CHI Yuan（Electric Power Research Institute ，State Grid Beijing Electric Power Company ，Beijing 100075，China ）Abstract:The virtual synchronous generator （VSG ）control scheme formed by the cascaded outer power control loop in voltage and current double closed loop core can introduce inertia into the inverter ，so as to enhance the stability of the system after grid connection.Aiming at the parameter design and stability of this VSG ，a VSG parameter tuning method guided by the eigenvalue sensitivity matrix of the linearized system model was proposed.Due to the interactions between the cascaded control loops and the complex dependence of the system dynamics on the controller parameters ，the traditional parameter tuning method is not effective at low switching frequencies.The new solution was implemented in an iteratively optimized form to ensure system stability and remove system eigenvalues from critical locations.Finally ，a time-domain comparison simulation was carried out to verify that the parameters designed with the new scheme significantly and improve the dynamic performance of the VSG compared to the traditional parameter design scheme.Key words:inverter ；virtual synchronous generator （VSG ）；parameters tuning ；stability基金项目：国网山东省电力公司科技资助项目（52061416000v ）作者简介：程诗尧（1990—），男，硕士，高级工程师，Email ：*****************摘要：在电压电流双闭环内核外级联功率控制外环构成的虚拟同步发电机（VSG ）控制方案可引入惯性到逆变器中，从而增强并网后对系统稳定性的支持。
基于虚拟惯性控制的直流微电网稳定性分析及其改进方法
现并网换流器的控制。在 甸 同 步 旋 转 坐 标 系 下 ，换
流器交流侧电压方程及控制策略可表示为：
did
.
L - ^ = - Riq-(〇,.Lid- uq
< U'd = ~ G,(s)(i'd- id)+e j +(〇<:Liq
⑵
图 1 直流微电网典型结构 Fig.l Typical structure of DC microgrid
P.c^ { edid+ eqi,)=-edid
(8)
直流侧有功功率为：
0 Pic = udc\i0
(9)
其 中 ，C 为直流母线电容;i。为输出电流。 忽略换流器的功率损耗，有 对 等 式 两 边
第 12期
朱 晓 荣 ，等•.基于虚拟惯性控制的直流微电网稳定性分析及其改进方法
进行小信号分析并转化为$域下的表达式，可 得 ：
^vir
ld=~ "h _ 27V
人•=〇 其 中 ，i 为 滤 波 器 电 感 j 为 寄 生 电 阻 A 、分别为交 流 电 流 轴 分 量 ；~ 、\ 分 别 为 电 网 电 压 轴 分 量;仏、《,分别为V S C 交 流 侧 电 压 轴 分 量 « 分 别 为 轴 参 考 电 流 ; A 为同步旋转角频率;Ci(s)为
Cvir ~^2T [(UdcN~ Udc)— (UdcN—Udc〇)]
C vir
~ 2T
(1)
其 中 ，《„为 直 流 母 线 参 考 电 压 ;〜 为 直 流 母 线 电 压 ； C& 为虚拟惯性系数;:T为时间常数。
^ iu(S)=
= - l/A：+ G lu(5)
序阻抗视角下虚拟同步发电机与传统并网逆变器的稳定性对比分析
通过我们的研究，发现虚拟同步发电机接入弱电网后的序阻抗参数主要受到控 制策略和接入位置的影响。在稳定性方面，虚拟同步发电机的引入可以有效地 提高弱电网的稳定性，但在特定条件下，也可能导致稳定性问题的出现。例如， 当虚拟同步发电机的控制策略不合理或接入位置不当的情况下，可能会引发次 同步振荡等问题。
参考内容二
基本内容
随着可再生能源的快速发展，电力电子转换器在能源系统中扮演着越来越重要 的角色。其中，并网逆变器作为关键的电力电子设备，其性能和稳定性直接影 响到整个能源系统的运行。本次演示主要探讨并网逆变器的整体序阻抗建模方 法，并对其稳定性进行分析。
一、并网逆变器序阻抗建模
序阻抗模型是一种有效的分析方法，用于描述并网逆变器的动态行为。该模型 主要考虑了逆变器的内部阻抗以及与其交互的外部电源和负载阻抗。通过将逆 变器视为一个阻抗网络，我们可以更好地理解其输入和输出的电压和电流之间 的关系。
虚拟同步发电机（Virtual Synchronous Generator，VSG）是一种基于电力 电子技术的同步发电机模拟方法。VSG通过模拟同步发电机的动态行为，可以 实现分布式电源的平滑并网，提高微网的运行稳定性和可靠性。本次演示主要 探讨基于VSG的微网逆变器并网技术研究。
VSG的核心思想是通过控制逆变器的输出电流，模拟同步发电机的有功功率和 无功功率的调节过程。通过这种方式，VSG可以在不依赖机械同步发电机的情 况下，实现微网的稳定并网运行。
此外，控制策略和设备参数也对VSG和GCI的稳定性产生重要影响。对于VSG而 言，合适的控制策略能够更好地调配其内置的电力电子器件，从而更好地应对 系统阻抗的变化。对于GCI而言，设备的参数如逆变器转换效率、谐波抑制等 都对设备的稳定性有着重要影响。
虚拟同步发电机技术对分布式发电并网稳定性的影响
虚拟同步发电机技术对分布式发电并网稳定性的影响党克;维力思【摘要】针对分布式发电机通过逆变器连接到电网,逆变器频率无法由传统分布式电源控制,需要由其他同步电机控制,电力系统可能会因为大量接入分布式发电(DG)逆变器而不稳定的问题,采用虚拟同步电机(简称VSG)控制策略,通过添加储能元件,使整个逆变器具有同步电机特性.经仿真验证,该策略提高了逆变器并网的稳定性.【期刊名称】《吉林电力》【年(卷),期】2015(043)001【总页数】4页(P21-23,31)【关键词】分布式发电(DG);虚拟同步电机(VSG);逆变器;控制策略;系统稳定【作者】党克;维力思【作者单位】东北电力大学,吉林吉林 132012;东北电力大学,吉林吉林 132012【正文语种】中文【中图分类】TM712随着国家大力发展新能源，各种分布式发电（DG）已取得长足发展。
DG 在电网中所占比重逐年提升，同步电机装机容量所占比重的下降，整个电力系统的旋转备用容量和转动惯量会相对减少。
DG 以电力电子逆变器模式接入电网，由于该模式并未体现出系统惯性和同步特性，逆变器接入模式会增加电网调频调压的难度，因此电力系统的稳定性会受到影响。
如果增加储能元件，将同步发电机、储能、逆变器整体上看做一个同步发电机，采用合适的逆变器并网控制算法，从外特性上模拟同步发电机的频率和电压控制特性，该控制方式称为虚拟同步电机（VSG）控制策略［1－5］。
本文模拟一种同步发电机暂态特性计算，构建了虚拟同步电机控制电路，并采用仿真对VSG 控制策略的可行性进行了评估。
1 VSG 技术由于同步电机的转子惯性和调频特性能够提高电力系统稳定性，如果借助储能部件，使分布式电源表现出同步电机特性，可以大大提升系统稳定性。
虚拟同步电机示意图见图1。
图1 虚拟同步电机示意图VSG 的震荡方程如下：式中：J 为转动惯量；ω 为转子角速度；Pin为输入功率；Pout为输出功率。
图2是设计框图。
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了 系统 的 小 信 号 模 型 。 在 此 基 础 上 ， 分析 了 Ｖ Ｓ Ｇ 不 同控 制 参数 对 系统 稳 定 性 的 影 响 。分 析 和 仿 真 结 果表 明 ，
当 Ｖ Ｓ Ｇ控 制 参 数 设 置 不合 理 时 ， 系统 会 出现 振 荡 ， 需要合理设置 Ｖ Ｓ Ｇ 控 制 参 数 以保 证 电 网 的安 全 稳 定 运行 。 关键词 ： 虚 拟 同步 发 电机 （ Ｖ Ｓ Ｇ） ； 小信号模型 ； 稳 定性 ； 并网 中 图分 类 号 ： Ｔ Ｍ ３ １ 文献标识码 ： Ａ Ｄ Ｏ Ｉ ： １ ０ ． １ ６ ３ ０ ８ ／ ｊ ． ｃ ｎ ｋ ｉ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ｌ Ｏ ０ ３ — ９ １ ７ １ ． ２ ０ １ ７ ． ０ ４ ． ０ ０ ７
摘 要 ： 目前 可再 生 能 源发 电设 备 一 般 不 具 备 支撑 电 网 运 行 的 能 力 。 随 着 可 再 生 能 源在 电 网 中 占 比 的 不 断 提 高， 其 弱 支撑 性 问题 越 来 越 显 著 。 为 解 决 上 述 问题 ， 有 学 者 提 出 了虚 拟 同 步 发 电 机 技 术 （ Ｖ ｉ ｒ ｔ ｕ ａ ｌ Ｓ ｙ ｎ ｃ ｈ ｒ ｏ —
Ｎｏ ． ４ ２ ０１ ７
华 北 电力 技 术
ＮＯＲＴ Ｈ ＣＨＩ ＮＡ Ｅ Ｌ Ｅ Ｃ ＴＲ Ｉ Ｃ Ｐ ＯＷＥＲ
５５
虚 拟 同步发 电机单 机并 网小 信 号模 型及 其 稳 定 性 分 析
江 浩 ， 刘 辉 ， 王 阳 ， 韦 徵。 ， 白 恺 ，
Ｓ ｍａ ｌ ｌ － ｓ ｉ ｇ ｎ ａ ｌ Ｍｏ ｄ ｅ ｌ ｌ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ Ｓ ｔ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ Ａｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ Ｏｎ ｅ Ｖｉ ｒ ｔ ｕ ａ ｌ Ｓ ｙ ｎ ｃ ｈ ｒ ｏ ｎ ｏ ｕ ｓ Ｇｅ ｎ ｅ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ Ｃｏ ｎ ｎ ｅ ｃ ｔ ｅ ｄ Ｔｏ ｔ ｈ ｅ Ｕｔ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ Ｇｒ ｉ ｄ
Ａｂｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｃ ｕ ｒ ｒ ｅ ｎ ｔ ｌ ｙ， ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｎ ｅ ｗａ ｂ ｌ ｅ ｅ ｎ ｅ ｒ ｇ ｙ ｅ ｑ ｕ ｉ ｐ ｍｅ ｎ ｔ ｓ ｈ ａ ｖ ｅ ｎ ｏ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ ｔ ｏ ｓ ｕ ｐ ｐ ｏ ｒ ｔ ｔ ｈ ｅ ｐ ｏ ｗｅ ｒ ｇ ｒ ｉ ｄ． Ｗｉ ｔ ｈ ｔ ｈ ｅ ｉ ｎ ｃ ｒ ｅ ａ ｓ ｅ ｏ ｆ
ｎ ｏ ｕ ｓ Ｇ ｅ ｎ ｅ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ ｓ ， Ｖ Ｓ Ｇ ） ， 该 技 术 可 以使 可再 生 能 源发 电 设 备 模 拟 同步 发 电机 ， 为 电 网提 供 调 压 和 调 频 支 撑 。 虽
然Ｖ Ｓ Ｇ技 术 可 以提 高 可再 生 能 源 对 电 网 的 支 撑 性 ， 但 有 可 能 导 致 可 再 生 能 源 发 电设 备 在 运 行 时 出现 振 荡 ， 危
（ １ ． 国 家 电 网公 司风 光 储 联 合 发 电运 行 技 术 实 验 室 ， 北京 １ ０ ０ ０ ４ ５ ； ２ ． 国网新 司 ， 河北张 家口 ０ ７ ５ ０ ９ ９ ；
３ ． 南 京 南 瑞 太 阳能 科 技 有 限 公 司 ， 江 苏南 京 ２ １ １ １ ０ ６ ； ４ ． 国 网冀 北 电 力有 限公 司 电 力科 学研 究 院 （ 华 北 电 力科 学研 究 院 有 限 责 任 公 司） ， 北京 １ ０ ０ ０ ４ ５ ）
Ｊ ｉ ａ ｎ ｇ Ｈａ ｏ ， Ｌ ｉ ｕ Ｈｕ ｉ ， Ｗａ ｎ ｇ Ｙａ ｎ ｇ ， Ｗｅ ｉ Ｚｈ ｅ ｎ ｇ ， Ｂａ ｉ Ｋａ ｉ ，
（ １ ． Ｓ ｔ ａ ｔ ｅ Ｇ ｒ ｉ ｄ Ｗｉ ｎ ｄ — Ｓ ｏ ｌ ａ ｒ — Ｅ ｎ ｅ ｒ ｇ ｙ Ｓ ｔ ｏ ｒ ａ ｇ ｅ Ｇｅ ｎ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｌ ａ ｂ ｏ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ ｙ ， Ｂ ｅ ｉ ｊ ｉ ｎ ｇ １ ０ ０ ０ ４ ５， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ； ２ ． Ｓ ｔ ａ ｔ ｅ Ｇ ｒ ｉ ｄ Ｘｉ ｎ ｙ ｕ ａ ｎ Ｚ ｈ ａ ｎ ｇ ｊ ｉ ａ ｋ ｏ ｕ Ｗｉ ｎ ｄ ａ ｎ ｄ Ｓ ｏ ｌ ａ ｒ Ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ Ｅ ｎ ｅ ｒ ｇ ｙ Ｄ ｅ ｍｏ ｎ ｓ ｔ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｓ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ， Ｚ ｈ ａ ｎ ｇ ｊ ｉ ａ ｋ ｏ ｕ ０ ７ ５ ０ ０ ０， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ； ３ ． Ｎａ ｒ ｉ Ｓ ｏ ｌ ａ ｒ Ｅ ｎ ｅ ｒ ｇ ｙ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｃ ｏ ． Ｌ ｔ ｄ ． ， Ｎａ ｎ ｊ ｉ ｎ ｇ ２ １ １ １ ０ ６， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ；
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