考虑控制器限幅的多虚拟同步发电机系统暂态同步稳定性分析

为保护电力电子器件，虚拟同步发电机（VSG）常配置电流与频率限幅。暂态过程中限幅易被触发，影响系统稳定性。本文建立含电流限幅的多VSG系统动态模型，构造暂态能量函数，结合最近不稳定平衡点法求得系统稳定的最大能量V(x͂)。分析频率限幅对能量边界的影响，识别出仅含动能的两个特殊离开边界点，并提出运行点重置控制策略。通过优化获得避免电流限幅的最大能量Vcs，基于min{V(x͂), Vcs}设定频率限幅值，确保系统全局稳定。仿真与硬件在环实验验证了理论正确性。

为保护耐压耐流能力有限的电力电子器件,虚拟同步发电机(VSG)通常配置多种控制器限幅.在暂态过程中,这些限幅将不可避免地被触发.针对含电流和频率限幅的多台VSG嵌入式电力系统,分析了暂态同步稳定性并提出一种保证系统稳定的控制方法.首先,建立了含电流限幅的多VSG系统的动态模型,构造了暂态能量函数,并利用最近不稳定平衡点法得到了保证未触发限幅系统稳定的最大能量V(x͂).然后,分析了频率限幅的影响,发现频率限幅上能量最低的仅具有动能的两个点就是离开边界点,并提出了触发频率限幅后重置系统运行点至这两个特殊离开边界点的控制方法.最后,通过优化方法,找到了令多VSG系统不进入电流限幅的最大能量Vcs,并基于V(x͂)和Vcs中的最小值配置了特殊离开边界点的频率限幅值,保证了含电流和频率限幅的多VSG系统的全局稳定性.通过9节点电力系统的仿真分析和硬件在环实验证明了所提理论的正确性.