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面向频率稳定性提升的VSG暂态稳定性增强方法
A Transient Stability Enhancement Method for VSG Targeting Frequency Stability Improvement
| 作者 | 杨万里涂春鸣肖凡郭祺 |
| 期刊 | 中国电机工程学报 |
| 出版日期 | 2025年1月 |
| 卷/期 | 第 45 卷 第 1 期 |
| 技术分类 | 控制与算法 |
| 技术标签 | 虚拟同步机VSG |
| 相关度评分 | ★★★★★ 5.0 / 5.0 |
| 关键词 | 虚拟同步发电机 暂态稳定性 频率稳定性 有功环控制 参数设计 |
版本:
电网故障期间维持虚拟同步发电机（VSG）的暂态稳定性对系统安全至关重要，而频率稳定性是其实现的前提。现有方法较少兼顾二者，为此提出一种面向频率稳定性提升的VSG暂态稳定性增强控制策略。通过分析惯性和阻尼在不同故障下对系统动态特性的影响，引入角频率偏差反馈的有功控制环，并结合小信号与大信号模型综合研究暂态响应。进一步提出考虑最优阻尼比的参数设计方法，实验结果验证了理论分析与所提方法的有效性。
电网故障期间保持虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)型变流器的暂态稳定性对系统安全稳定运行至关重要,频率稳定性是保持暂态稳定性的前提和基础,应优先考虑,而现有暂态稳定方法却极少关注.为此,该文提出一种面向频率稳定性提升的VSG暂态稳定性增强方法,该方法可同时增强故障期间的暂态稳定性和频率稳定性.首先,全面分析2种故障类型下VSG的惯性和阻尼对暂态稳定性和频率稳定性的影响机理;然后,提出一种引入角频率偏差反馈的有功环控制,并基于小信号和大信号模型综合分析VSG的暂态响应;接着,给出一种考虑最优阻尼比的VSG参数设计方法;最后,通过实验验证理论分析和所提方法的正确性.
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SunView 深度解读
该VSG暂态稳定性增强方法对阳光电源构网型储能系统具有重要应用价值。针对ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统，该方法通过角频率偏差反馈优化有功控制环，可显著提升电网故障期间的频率稳定性和暂态响应性能。基于最优阻尼比的参数设计方法可直接应用于VSG控制算法优化，增强构网型GFM控制策略在弱电网和故障工况下的鲁棒性。该技术对阳光电源储能系统在独立微网、黑启动等场景的频率支撑能力提升具有实际工程价值，可作为下一代构网型变流器控制策略的重要参考。