基于虚拟力矩补偿的储能虚拟同步发电机阻尼特性分析与控制

储能虚拟同步发电机（VSG）可提升电网调节能力，但其固有振荡特性威胁系统稳定。本文建立计及虚拟励磁调节器（VER）和虚拟补偿环节的VSG小信号模型，识别影响稳定性的关键变量。采用复数力矩系数法分析表明，VER引入负阻尼力矩，为此提出功率解耦控制予以抑制。进一步发现虚拟功率补偿（VPC）提供的阻尼力矩受振荡频率影响，且不同控制目标间存在矛盾。为此提出基于虚拟频率补偿（VFC）的控制策略，可在增强阻尼的同时保持动态响应性能，并消除频率对阻尼力矩的影响。仿真验证了理论分析与所提控制的有效性。

储能虚拟同步发电机(VSG)可有效增强电网的调节能力,但其固有的振荡特性也给电网的稳定运行带来较大风险.针对该情况,首先,建立计及虚拟励磁调节器(VER)和虚拟补偿环节影响的VSG与电力系统的小信号模型,确定影响系统稳定性的关键变量.接着,采用复数力矩系数法分析了 VER与虚拟功率补偿(VPC)对系统阻尼特性的影响,发现VER会引入负阻尼力矩.为此,设计了储能VSG的功率解耦控制以消除VER的负阻尼特性.进一步,分析还发现VPC向系统提供的阻尼力矩会受到振荡频率的影响,在不同控制目标间还存在相互制约矛盾,导致VPC改善系统阻尼特性的能力受限.为此,提出了基于虚拟频率补偿(VFC)的VSG控制,所提控制在增强系统阻尼特性的同时,不会影响系统的动态响应能力,还消除了振荡频率对阻尼力矩的影响.最后,通过仿真验证了理论分析的准确性和所提控制的有效性.