虚拟同步发电机参数自适应调节

任海鹏，陈 琦，张亮亮，李 洁

(西安理工大学陕西省复杂系统控制与智能信息处理重点实验室，陕西西安 710048)

1 引言

随着新能源发电的发展，大量新能源，如太阳能发电、风能发电等，通过电力电子变换器接入电网，使电网的稳定性分析和控制变得复杂和严峻[1].虚拟同步发电机(virtual synchronous generator，VSG)技术使新能源发电节点具有和传统同步发电机相似的外特性，改善(含有大量)新能源电网的稳定性提供了有效的途径[1-4].VSG并网系统的稳定性，是指在扰动信号(功率扰动，线路参数摄动等)作用下，系统维持功率平衡的能力.VSG的控制需要确定4个参数，即虚拟转动惯量J、阻尼下垂系数Dp、积分增益K、电压下垂系数Dq，其中Dp和Dq在并网标准中规定[5-6]分别为频率波动或电压幅值波动导致的对应有功功率或无功功率的变化量[3].VSG暂态稳定性是指电力系统遭受暂态扰动时保持同步的能力[7].传统方法通常通过调节参数Dp或J来提高系统的暂态稳定性.文献[8-9]详细分析了VSG功角特性，据此提出了调节参数J来改善暂态稳定性的原则，并利用Lyapunov定理证明了系统稳定性，但文中并未给出J的具体数学描述形式.文献[10-11]通过对分布式电源小信号模型的分析，确定了自适应参数J的选取原则.文献[12]采用了模糊控制的思想实现了参数J的自适应调节.上述文献仅从虚拟转动惯量J的角度出发，忽略了阻尼下垂系数Dp对于抑制系统暂态振荡的贡献.文献[13-14]分析了Dp对系统的影响，提出根据频率波动，自适应调节Dp的……