构网型下垂控制本质及虚拟阻抗对其源端特性的影响分析

在双碳目标背景下，新型电力系统呈现“双高”特征，电网强度趋弱，构网型控制迎来发展机遇。下垂控制及其优化技术虚拟阻抗因静态特性简洁而广受关注，但其深层机理、动态因果关系及虚拟阻抗对无功-电压特性的影响尚不明确。本文深入探讨下垂控制的本质与适应性，分析虚拟阻抗对源端输出特性的影响，结合仿真验证，并与戴维南等效系统对比，提出网侧电压参考设计方法及双向虚拟阻抗策略，兼顾正常运行时的电压支撑与故障下过电流抑制。

双碳目标背景下,我国新型电力系统呈现出"双高"特征,电网强度有日益减弱趋势,电力电子设备的构网型控制策略迎来广阔发展机遇.其中,构网型下垂控制以及能够优化其作用效果的虚拟阻抗技术,因其静特性形式简洁,受到学术界和工业界的广泛关注,也已取得一定的研究及应用成果.但目前对于下垂控制中所隐含的因果关系、动态特性及其作用机理和深层本质的讨论仍较为匮乏,虚拟阻抗对系统源端输出无功-电压特性的影响尚不明确.因此,该文重点围绕下垂控制的深层本质及其天然适应性、虚拟阻抗对下垂控制中源端输出特性的影响进行探讨,结合MATLAB/Simulink仿真结果进行论证,并与经典的戴维南电压源带恒阻抗负荷系统的相关特性进行对比分析.在此基础上,给出一种网侧电压参考值设计思路,并提出一种双向虚拟阻抗设计方法,这种双向虚拟阻抗有助于在系统正常运行状态下提升下垂控制作用效果和电压支撑构网能力,并能够有效抑制故障过电流,解决了传统虚拟阻抗在抑制过电流、电压支撑两方面作用不可兼得的问题.