基于等效阻抗的虚拟同步机电压支撑影响因素分析与改进控制策略研究

虚拟同步机（VSG）控制因其具备主动支撑能力而备受关注，但其电压支撑特性受多种因素影响尚不明确，且需兼顾短路电流限制。本文基于变流器电压源特性，建立稳态下各控制环节的等效阻抗模型及系统等效电路，推导机端电压表达式并分析关键影响因素。在此基础上，提出一种兼顾电压支撑能力与限流需求的虚拟阻抗与电压补偿系数自适应控制策略。通过Matlab/Simulink仿真验证，结果表明减小虚拟阻抗或无功下垂系数、增大电压补偿系数可有效提升电压支撑能力，所提自适应策略可在短路电流不越限的前提下实现最优电压支撑。

虚拟同步机(VSG)控制因其主动支撑特性而受到广泛关注,但其电压支撑能力的影响因素尚不明确,兼顾电压支撑能力与短路电流限制的VSG控制策略需要进一步研究.针对上述问题,首先,基于变流器电压源特性分析稳态时各控制环节等效阻抗,并建立系统等效电路模型;其次,基于等效电路推导机端电压表达式,并进行影响因素分析;然后,兼顾限流要求与电压支撑能力,提出虚拟阻抗与电压补偿系数自适应控制策略;最后,通过Matlab/Simulink仿真平台进行验证,结果表明,通过减小虚拟阻抗、无功电压下垂系数或增大电压补偿系数,能够提高VSG电压支撑能力.该文所提出的虚拟阻抗与电压补偿系数自适应控制,能够在短路电流不越限的情况下最大限度地实现电压支撑.