虚拟同步发电机特性三相逆变器小信号建模与分析

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1、第43卷第3期华北电力大学学报Vo1．43．No．32016年5月JournalofNorthChinaElectricPowerUniversityMay，2016doi：10．3969／j．ISSN．1007—2691．2016．03．01虚拟同步发电机特性的三相逆变器小信号建模及分析颜湘武，刘正男，徐恒波，苏肖，任亚龙，张波(华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室，河北保定071003)摘要：现有的虚拟同步发电机特性的三相逆变器小信号稳定性分析中，对于线路和负载通常采用稳态方程，且忽略了电压电流内环控制器的动态特性，导致分析结果产生一定误差。为了更准确地分析

2、其动态特性，首先建立了虚拟同步发电机特性的三相逆变系统的小信号模型；与Matlab／Simulink中实际虚拟同步发电机三相逆变系统的仿真模型对比分析了负载扰动下的过渡过程，验证了所建小信号模型的准确性。然后通过计算参与因子表，分析了状态变量和特征根的关联程度。进而研究了负载参数、线路参数、虚拟机参数以及调节器PI参数对系统特征根的影响规律，并对距虚轴较近的一对共轭特征根进行特征根灵敏度分析，揭示了负载、线路、虚拟机以及调节器等参数对该特征根对应模态的贡献度。最后，通过Matlab／Simulink模型和小信号模型在多组参数下的扰动测试，结果表明特征根对应的响应特性

3、与两种模型仿真的过渡过程吻合，验证了各参数对系统主特征根的影响规律。该小信号模型可以作为虚拟同步发电机特性的三相逆变器动态特性分析的有效工具。关键词：虚拟同步发电机；小信号模型；逆变器；特征根；参与因子中图分类号：TM711文献标识码：A文章编号：1007—2691(2016)03—0001—08Small--signalModelingandAnalysisofThree-·phaseCharacteristicsofVirtualSynchronousGeneratorYANXiangwu，LIUZhengnan，XUHengbo，SUXiao，RENYalon

4、g，ZHANGBo(StateKeyLaboratoryofAlternateElectricalPowerSystemwithRenewableEnergySources，NorthChinaElectricPowerUniversity，Baoding071003，China)Abstract：Currently，amongstabilityanalysisofsmall—signalthree—phaseinverterwithcharacteristicsofvirtualsyn-chronousgenerator，thesteady—stateequati

5、onisadoptedtocalculatetherelevantinformationoflinesandload，anddy—namiccharacteristicsofvoltage-currentinnerloopcontrollerareignored，resultingerorsofsuchanalysisresults．Inor—dertoanalyzedynamiccharacteristicsmoreaccurately，firstly，thispapersetupasmall-signalmodelofthree—phasein—verterwi

6、thcharacteristicsofvirtualsynchronousgenerator，andthenmadeacomparisonwithsimulationmodelofthree·phaseinvertersystemofpracticalvirtualsynchronousgeneratorinMatlab／Simulink，analyzingthetransientprocessofloaddisturbanceandverifyingtheaccuracyofthesetupsmall—signalmode1．Then，bycalculatingp

7、articipationfactors，thepaperanalyzedcorelationdegreeofstatevariablesandeigenvaluesandmaderesearchoninfluencelawsofsuchpa--rametersasload，line，virtualgeneratorandmodulatorPIoneigenvaluesofthesystem．Inaddition，asforthepairofCOnjugateeigenvaluewhichisclosetothevirtualaxis，theauthorsmade