基于VSG暂态阻尼优化的MMC并网功率控制

针对MMC在传统VSG控制下存在的功率超调与稳态偏差问题，提出有功暂态反馈补偿AVSG策略，通过小信号建模与伯德图分析优化动态响应与稳态精度，并在Matlab/Simulink及StarSim HIL平台验证其在功率突变、频率跌落及潮流翻转下的优越性能。

模块化多电平换流器(modular multi-level converter,MMC)在传统虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)控制下,虽然能够有效抑制功率扰动、电网频率扰动和潮流翻转引起的暂态振荡,但仍然存在功率超调和稳态偏差问题,导致系统难以兼顾稳态与暂态性能,进而影响系统的稳定性和响应精度.该文提出一种基于有功暂态反馈补偿(active power transient feedback compensation,AFC)的VSG控制策略(AVSG),利用有功功率暂态反馈的补偿项替代阻尼系数,解决以上问题.首先,通过MMC与同步发电机(synchronous generator,SG)之间的电气等效关系,建立传统VSG并网有功闭环小信号模型,分析引入阻尼系数与虚拟惯量对系统性能的影响.接着,构建AVSG并网有功闭环小信号模型,通过伯德图分析AVSG对系统暂态振荡和有功稳态偏差的抑制效果,并给出了相关参数的整定方法.最后,在Matlab/Simulink和StarSim硬件在环实验平台上搭建基于AVSG控制的MMC 并网模型.仿真与实验结果表明,在 MMC 给定功率突变及电网频率跌落工况下,所提方法能够抑制功率超调和迅速提供频率支撑,而在潮流翻转工况下具有较好的跟随性,同时抑制系统电流和功率波动,从而有效提升系统动态响应能力和运行稳定性.