基于广义积分扩张状态观测器的虚拟同步发电机电压控制研究

任明炜，张嘉文

基于广义积分扩张状态观测器的虚拟同步发电机电压控制研究

任明炜，张嘉文

（江苏大学 电气信息工程学院，江苏 镇江 212013）

作为电力电子化电力系统的重要组成部分，虚拟同步发电机（VSG）技术在分布式电源中得到了广泛应用。当其处于孤岛模式运行时，传统的比例积分双闭环控制难以满足控制需求。首先采用线性自抗扰控制（LADRC）使VSG拥有更强的抗扰能力。同时，考虑到非线性负载接入产生的谐波，使得传统的扩张状态观测器（ESO）难以取得理想的观测效果，消除这类在孤岛模式中存在的正弦信号扰动对输出电压的影响，广义积分扩张状态观测器（GI-ESO）被运用至LADRC中。分别对ESO和GI-ESO的误差传递函数伯德图进行对比分析，并通过MATLAB/SIMULINK仿真平台验证了GI-ESO对于解决正弦信号扰动的优越性。

虚拟同步发电机；线性自抗扰控制；广义积分扩张状态观测器；正弦信号扰动

0 引言

由于传统化石燃料发电方式持续污染环境和耗费资源，新能源发电技术愈发受到人们的关注[1-2]。虚拟同步发电机技术通过模拟同步发电机的运行特性，使逆变器具有为电网提供惯性和阻尼支撑的功能而获得了许多学者关注。

目前，针对VSG技术的研究，在自适应转动惯量[3-4]、双机并联[5-6]和虚拟阻抗解耦控制[7-8]方面均取得了有效进展。然而，当离网下的VSG接入非线性负载时，会产生输出电压谐波分量大的现象。文献[9]从虚拟阻抗出发，设计了一种多谐振并联的电压控制器，达到抑制谐波电压的效果。……