基于自适应VSG控制的光伏并网系统

孙思男，郝正航

(贵州大学 电气工程学院，贵州 贵阳 550025)

随着化石能源的减少，新能源发电技术逐渐受到人们的重视。针对光伏逆变器控制策略的研究中，以恒功率控制、电压频率控制以及下垂控制的研究最为广泛。恒功率控制依靠锁相环技术从电网获取频率和相位，通过功率外环和电流内环的设计使系统可以输出给定的有功功率和无功功率[1]。电压频率控制策略是通过电压电流双闭环来实现的。当输出功率发生小范围波动时，该控制可以维持电压和频率的稳定[2]。下垂控制则是通过模拟发电机的外特性对有功功率和无功功率进行分别控制[3]。光伏电源需要通过逆变器接入大电网，但逆变器本身不具有惯性和阻尼，抗扰动能力较差，需要通过相应逆变器控制维持系统稳定。然而，上述控制策略无法为光伏逆变器提供所需的惯性和阻尼，在一定程度上削弱了系统的稳定性。

从2008年开始，陆续有研究人员将传统同步发电机(Synchronous Generator，SG)的转动惯量和阻尼系数引入光伏逆变器，提出虚拟同步发电机(Virtual Synchronous Generator，VSG)控制策略[4]。该策略通过模拟同步电机转子特性，使得光伏逆变器拥有惯性和阻尼，提高了并网系统的稳定性[5-7]。文献[8]针对负载扰动的系统提出一种新的VSG控制，通过调节转动惯量起到抑制频率和功率波动的作用。

文献[9]提出了基于储能的变换器在恒功率模式和VSG下垂模式下进行互换的双模式控制策略。该策略虽能实现平滑切换，但参数设定仍有改进的空间。……