改进bang-bang控制的微网VSG自适应虚拟惯量控制策略

钱 凯，高飞翎，周勋甜，邵雪峰，李 劲，温步瀛

(1. 宁波市电力设计院有限公司，浙江 宁波 315000; 2. 福州大学电气工程与自动化学院，福建 福州 350108)

0 引言

随着传统石化能源的枯竭，能源结构的变革已经成为我国能源改革的重点. 逆变器是大部分新能源与电网之间的电能交换接口，基于逆变器连接的新能源无法像传统的同步发电机一样为系统提供惯性支撑，导致系统发生扰动时各电能参数响应过快. 因此，新能源还需具备相应的频率支撑能力，以维持电网的安全稳定运行[1-4].

为使新能源具备调频的功能，有学者提出下垂控制方法[5-6]，模拟同步发电机实现一次调频功能. 但是，采用下垂控制的新能源仍然没有为电网提供惯性支撑的能力，因此当系统中有功负载突变时，电网频率会由于惯性的缺失而出现频率快速抖动的现象.

为使新能源具备惯性支撑的能力，文献[7-10]提出了虚拟同步机(virtual synchronous generator, VSG)的概念，从外特性上模拟同步发电机，在实现一次调频与调压功能的基础上，还实现了惯性支撑功能. 文献[11]对比了风电机组中各种惯量控制方法的效果，证明VSG策略能提高系统在弱电网工况下的稳定性. 文献[12]结合同步发电机的功角曲线，使虚拟惯量的大小根据VSG频率的变化率自适应线性变化. 文献[13]提出一种基于bang-bang控制的VSG控制算法，虚拟惯量随着频率的变化而改变为设定的最大值或最小值，提高系统频率的稳定性，但是没有给出虚拟惯量最值的整定方法. 文……