基于虚拟同步发电机的惯量和阻尼自适应控制

孙宇新，王鹏，施凯，徐培凤

（江苏大学电气信息工程学院，江苏 镇江 212013）

伴随着工业革命的大浪潮，传统能源短缺问题成为我们急需面对的大挑战，与此同时，清洁无污染的可再生能源成为很好的替代品，于是以微电网为主的分布式电源的应用也越来越广泛[1-2]。传统的电力系统通常采用同步发电机作为主要电源，可以利用其转子的惯性，通过释放转子动能来维持系统稳定。由于大部分分布式电源不能直接并入电网使用，一般都需要用并网逆变器作为接口，但是传统的并网逆变器过载能力比较差，输出阻抗和惯性也都比较小[3-4]。为此，国内外学者提出采用VSG技术，通过改进控制方法模拟同步发电机（SG）的外特性，为电网提供惯性和阻尼，从而提高了逆变器抑制自身频率输出和功率波动的能力，增强系统的稳定性。

文献[5]提出了一种自适应旋转惯量的控制方法，通过在新的惯量控制环节加入低通滤波单元，抑制系统负荷变化造成的频率迅速波动，但是并未说明低通滤波单元的参数选取原则，且没有分析VSG并网功率发生扰动时系统的稳定性。文献[6]通过在功率侧加入由功率变化量和变化率的结合得到的辅助功率，从而实现强化惯量的控制，从结果可以看到系统的频率偏差明显得到改善，但是频率的变化率并未发生变化，且功率的偏差幅值变大。文献[7-8]都提出了一种自适应惯量的控制方式，分别构造了角速度变化率与虚拟惯性的关系，但是在拐点处角速度的变化率非常大，可能造成系统失稳，且忽略了阻尼的自适应作用。……