多虚拟同步发电机主导系统稳定性分析方法及提高措施综述

随着电网中电力电子设备比例上升，系统惯量下降，微电网等全电力电子化系统面临严峻频率稳定挑战。虚拟同步发电机（VSG）技术通过模拟同步机外特性提供虚拟惯量，未来将广泛应用于多机协同支撑场景。本文综述主配电网中VSG的稳定性研究进展，介绍其原理与电流源、电压源型拓扑特性，系统梳理从单机到多机系统的小信号与暂态稳定性分析方法及提升措施，并针对微电网全时序运行阶段，多层次剖析VSG面临的稳定性难题，最后提出后续研究方向与建议。

电网中电力电子设备的占比不断增加,其转动惯量的缺失以及与电网复杂的交互作用导致电力系统,特别是几乎全电力电子化的微电网系统面临严峻的频率安全挑战.虚拟同步发电机(VSG)技术通过模拟传统同步发电机的外特性,为电网提供了有效的虚拟惯性支撑,未来将出现多VSG协同支撑新型电力系统运行的场景.确保VSG技术引入后电力系统的稳定运行是该技术能否大规模应用的关键,故需要重点研究VSG技术的稳定性问题.文中首先综述了主配电网中的VSG稳定性研究进展,介绍了 VSG技术原理,梳理了电流源型VSG和电压源型VSG的拓扑结构和特性.接着,针对VSG单机本体到多机协同,详细介绍了小信号稳定和暂态稳定的主流分析方法和稳定性提升措施.然后,聚焦于微电网应用中VSG技术的稳定性问题,从微电网初建阶段到常态化调度阶段,从设备层面到系统层面,全时序多层次分析了 VSG技术在其中面临的稳定性难点.最后,给出了 VSG技术稳定性研究后续发展的设想和建议.