分布式发电虚拟同步发电机控制策略分析与比较

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1、第44卷第1期华北电力大学学报VoL44．No．12017年1月JournalofNorthChinaElectricPowerUniversityJan．，2017doi：10．3969／i．ISSN．1007—2691．2017．01．O3分布式发电虚拟同步发电机控制策略分析与比较林岩，张建成，孟建辉(华北电力大学电气与电子工程学院，河北保定071003)摘要：虚拟同步发电机(vsG)技术是一种新型的控制方式，能为分布式电源提供虚拟惯性，有望解决可再生能源并网后造成的电网总体惯性下降问题。研究学者已提出了多种VSG控制方法。但现有

2、研究往往忽视了对不同VSG控制方法之间的比较。针对该问题，分析归纳了三种已有的虚拟同步发电机控制方法。通过建立小信号模型对三种控制策略在离网、并网模式下的VSG动态、静态特性进行比较，分析了使用三种方法时可能面临的问题及解决方法。研究了三种控制策略的启动特性，提出了改善启动性能的方案。通过Mat—Iab／Simulink工具搭建了仿真模型，对相关分析和所提方案进行了系统仿真和方法验证。关键词：虚拟同步发电机；动静态特性；启动特性；小信号模型中图分类号：TM46文献标识码：A文章编号：1007—2691(2017)Ol一0016—08A

3、nalysisandComparisonofVirtualSynchronousGeneratorControlStrategyforDistributedGenerationLINYan，ZHANGJiancheng，MENGJianhui(SchoolofElectricalandElectronicEngineering，NorthChinaElectricPowerUniversity，Baoding071003，China)Abstract：Virtualsynchronousgenerator(VSG)isanewcont

4、rolmethodwhichcanprovidevirtualinertiafordistribu-tedpowersupply．ByapplyingVSG，itisexpectedthattheproblemofgeneraldecreasinginertiacanbesolvedafterre—newableenergyareconnectedintothegrid．ScholarshaveputforwarddiferentkindsofVSGcontrolmethods．Howev—er，previousresearchesu

5、suallytendedtoignorethedifferencesamongvariouskindsofVSGcontrolstrategies．Inordertoaddressthisproblem，threekindsofcontrolmethodsofVSGaresummarizedinthispaper．Byusingsmall—signalmodel，thedynamicandstaticperformancesofthreemethodsarecomparedinof-gridmodeandgrid—connectedm

6、ode．Theproblemsofthethreemethodsareanalyzedandsolutionstotheseproblemsareproposed．Thestart—upcharacteris·ticsarestudiedatthesametime．Andaschemeisproposedtoimprovethestart-upperformance．Relevanttheoreticalanalysisandproposedschemeareverifiedbythesimulationmodelbuiltwitht

7、oolssuchasMatlabandSimulink．Keywords：virtualsynchronousgenerator；dynamicandstaticcharacteristic；start—upcharacteristic；small-signalmodel力系统中的渗透水平迅速提高⋯。由于分布式电0引言源具有输出非线性和随机波动性的特点，并网运行时对传统电网稳定性的影响问题日益突出。随着分布式发电技术的不断发展，近年来分微电源组网在一定程度上缓解了分布式电源布式能源(DistributedEnergyResources

8、，DER)在电对电网的冲击，与之相适应的下垂控制方法不仅无需互联通信，还能实现微源即插即用、灵活组收稿日期：2016—01—2O．网，因而在微电网中得到了广泛应用。但下垂基金项目：国家自然科学基金资助项目(5117704