虚拟发电机研究
虚拟同步发电机技术导则
虚拟同步发电机技术导则引言虚拟同步发电机技术（Virtual Synchronous Generator Technology）是一种基于电力电子变换器的新型发电机控制技术，其通过模拟传统同步发电机的特性和行为，在分布式电力系统中实现电力质量控制和电力系统稳定性的提高。
本文旨在介绍虚拟同步发电机技术的原理、应用以及未来发展方向，以便读者深入了解并应用于实际工程中。
虚拟同步发电机技术原理虚拟同步发电机技术是基于电力电子变换器的控制技术，通过控制电力电子变换器的输出电流和电压来模拟同步发电机的功率特性和电压相位调节能力。
该技术主要包括两个关键点：1.虚拟机械转子特性的模拟：在传统同步发电机中，机械转子的转动会通过转子磁通变化引起定子感应电动势，从而控制发电机的输出功率和电压。
虚拟同步发电机技术中，通过电力电子变换器控制输出电流的瞬时值和频率，模拟机械转子的运动，并根据输出电流的瞬时值和频率调节电力电子变换器的输出功率。
2.电压相位调节能力的实现：传统同步发电机通过转子与定子之间的磁流耦合来控制输出电压的相位，在虚拟同步发电机技术中，通过控制电力电子变换器的输出电压相位来实现相同的功能。
通过监测和反馈控制电力电子变换器的输出电压相位，可以实现对电力系统的电压稳定性控制。
虚拟同步发电机技术应用虚拟同步发电机技术在分布式电力系统中有广泛的应用前景，主要包括以下几个方面：1.电力质量控制：虚拟同步发电机技术可以通过控制输出电流和电压，实现对电力系统的电压波动、谐波、闪变等电力质量问题的有效控制。
通过精确控制虚拟同步发电机的输出电流和电压波形，可以提高电力质量并满足用户对电力质量的需求。
2.电力系统稳定性提高：虚拟同步发电机技术中的电压相位调节能力可以帮助电力系统实现电压稳定性控制。
通过监测电力电子变换器输出的电压相位，并根据系统需求进行调整，可以提高电力系统的稳定性，减少电力系统的电压失调现象。
3.电力系统扩容：虚拟同步发电机技术可以帮助电力系统实现分布式电源的高效接入。
风电机组虚拟同步发电机技术要求和试验方法
风电机组虚拟同步发电机技术要求和试验方法随着风电装机容量的不断增加，风电场规模的不断扩大，风电机组虚拟同步发电机技术逐渐成为风电发展的重要方向之一。
本文旨在探讨风电机组虚拟同步发电机技术的要求和试验方法。
首先，风电机组虚拟同步发电机技术要求具备以下几个方面的技术能力：
1. 实时控制能力：虚拟同步发电机需要能够实时获取风电机组
的运行状态信息，实时控制风电机组的功率输出。
2. 稳定性能力：虚拟同步发电机需要具备稳定的电气特性，能
够在不同的运行条件下保持稳定的输出功率和电压。
3. 适应性能力：虚拟同步发电机需要适应不同的风电机组控制
策略和系统配置，能够与现有的风电场设备和系统兼容。
其次，针对风电机组虚拟同步发电机技术的试验方法需要具备以下几个要求：
1. 精度要求高：由于虚拟同步发电机需要实现实时控制，试验
方法需要具备高精度的数据采集和分析能力，确保试验结果准确可靠。
2. 全面性要求高：试验方法需要覆盖虚拟同步发电机的各项性
能指标，包括稳定性能、适应性能等多个方面，确保能够全面评估虚拟同步发电机的水平。
3. 重现性要求高：试验方法需要能够反复重现相同的试验情境，确保能够对虚拟同步发电机的性能进行长期监测和评估。
综上所述，风电机组虚拟同步发电机技术的要求和试验方法需要
具备高精度、全面性和重现性等多个要求，才能够全面评估虚拟同步发电机的水平，促进风电发展的不断进步。
虚拟同步发电机技术导则
一、虚拟同步发电机技术导则1、虚拟同步发电机技术介绍虚拟同步发电机技术是一种新型的发电技术，它利用电力系统中的多个发电机之间的虚拟同步连接，使发电机之间的联结变得紧密，从而提高发电机的功率因数和稳定性。
虚拟同步发电机技术可以改善电力系统的功率因数，提高发电机的可靠性，减少电力系统的损耗，提高电力系统的容量，减少电力系统的谐波污染，改善电力系统的电压质量，提高电力系统的稳定性，降低电力系统的维护成本，提高电力系统的可用性，减少电力系统的停电次数，改善电力系统的安全性，提高电力系统的可控性，减少电力系统的控制成本，提高电力系统的节能性，改善电力系统的可靠性，提高电力系统的可操作性，延长电力系统的使用寿命。
2、虚拟同步发电机技术原理虚拟同步发电机技术是一种新型的发电技术，它利用电力系统中的多个发电机之间的虚拟同步连接，使发电机之间的联结变得紧密。
虚拟同步发电机技术的原理是：通过电力系统中的多个发电机之间的虚拟同步连接，使发电机之间的联结变得紧密，从而提高发电机的功率因数和稳定性。
虚拟同步发电机技术是通过两个或多个发电机之间的虚拟同步连接来实现的，其中一台发电机作为同步发电机，另一台发电机作为被同步发电机，同步发电机控制被同步发电机的频率和电压，使发电机之间的联结变得紧密，从而提高发电机的功率因数和稳定性。
3、虚拟同步发电机技术的优点（1）改善电力系统的功率因数：由于虚拟同步发电机技术可以提高发电机的功率因数，因此可以改善电力系统的功率因数，使电力系统更加稳定。
（2）提高发电机的可靠性：虚拟同步发电机技术可以提高发电机的可靠性，从而提高电力系统的可靠性。
（3）减少电力系统的损耗：虚拟同步发电机技术可以减少电力系统的损耗，从而降低电力系统的运行成本。
（4）提高电力系统的容量：虚拟同步发电机技术可以提高电力系统的容量，从而提高电力系统的可用性。
（5）减少电力系统的谐波污染：虚拟同步发电机技术可以减少电力系统的谐波污染，从而改善电力系统的电压质量。
基于虚拟同步发电机的光伏-储能并网系统研究
基于虚拟同步发电机的光伏-储能并网系统研究摘要随着光伏发电等分布式发电单元在电网中的渗透率的逐渐提高，由其随机性和间歇性等因素引起的电力系统稳定性问题日益凸显。
虚拟同步发电机（VSG）技术，通过模拟同步发电机的机械特性和外特性，使分布式电源对大电网表现出同步发电机的特征，减小其接入对大电网造成的影响。
本文对基于虚拟同步发电机的光伏-储能并网系统进行了深入系统研究，开展的主要研究工作概述如下：（1）深入分析了现有VSG的结构特点，搭建了基于VSG的两级式光伏-储能并网系统，该系统由直流子系统和交流子系统组成。
直流子系统包含光伏阵列、Boost变换器、蓄电池和双向DC/DC变换器。
交流子系统包含三相并网逆变器与LC滤波器，是基于VSG的并网控制结构。
（2）通过深入分析同步发电机的并网特性，并结合直流子系统，在并网逆变器上完成了VSG建模和控制器设计。
VSG的建模以同步发电机的二阶数学模型为核心，同时引入了虚拟阻尼系数和虚拟转动惯量两个重要参量并借鉴了同步发电机的控制系统原理；控制器主要实现并网逆变器的VSG控制。
（3）基于所构建的模型，在传统VSG控制的基础上增加了负序电压补偿环节，提出了一种基于负序电压指令的改进VSG功率-电流协调控制策略。
该控制策略以负序电压指令生成模块作为负序电压补偿环节的核心，由负序电压补偿环节得到的负序电压与传统VSG控制环节得到的正序电压共同作用于并网逆变器，实现功率和电流的协调控制。
可有效提高VSG在电网电压不平衡状态下的运行性能。
（4）在Matlab/Simulink平台上了进行仿真实验。
结果表明，系统可有效稳定直流母线电压，抑制光伏电源的出力波动；实现对电网频率与电压的动态调整，快速稳定系统的频率和电压；有效改善电网不平衡状态下逆变器输出电能质量，同时实现功率和电流的独立控制或协调控制。
关键词：虚拟同步发电机（VSG）光伏-储能并网系统光伏发电储能系统并网调节电网不平衡负序控制RESEARCH ON GRID-CONNECTED PHOTOVOLTAIC ENERGY STORAGE SYSTEM BASED ON VIRTUALSYNCHRONOUS GENERATORABSTRACTWith the gradual increase of the permeability of distributed generation units such as photovoltaic power generation in the power grid, the stability of the power system caused by its randomness and intermittency becomes more and more prominent. Virtual synchronous generators (VSG), which can simulate the mechanical and external characteristics of synchronous generator make the distributed power sources have the characteristics of synchronous generator on the large power grid, thus effectively reducing the impact of their access on the large power grid.In this thesis, the grid-connected system of photovoltaic-energy storage based on virtual synchronous generator is systematically studied. The main research work is summarized as follows:(1) Based on the analysis of the structure characteristics of the existing VSG,a two-stage photovoltaic energy storage grid-connected system is built, which is composed of DC subsystem and AC subsystem. The DC subsystem includes photovoltaic array, Boost converter, battery and bidirectional DC / DC converter. The AC subsystem consists of three-phase grid-connected inverter and LC filter. It is a grid connected control structure based on VSG.(2) The VSG modeling and controller design are completed on the grid-connected inverter by deeply analyzing the grid-connected characteristics of the synchronous generator and combining with the DC subsystem. The modeling of VSG is based on the second-order mathematical model of the synchronouscoefficient and virtual moment of inertia, are introduced and the control system principle of the synchronous generator is used for reference.(3) Based on the model, the negative sequence voltage compensation is added to the traditional VSG control, and an improved VSG power-current coordinated control strategy based on the negative sequence voltage command is proposed. The negative sequence voltage command generation module is the core of the negative sequence voltage compensation link. The negative sequence voltage obtained from the negative sequence voltage compensation link and the positive sequence voltage obtained from the traditional VSG control link jointly act on the grid connected inverter to achieve the coordinated control of power and current. Which can effectively improve the operation performance of VSG under the unbalanced state of grid voltage.(4) The simulation experiment is carried out on MATLAB/Simulink platform. The results show that the system can effectively stabilize the DC bus voltage and suppress the output fluctuation of photovoltaic power supply; realize the dynamic adjustment of the grid frequency and voltage, quickly stabilize the frequency and voltage of the system; effectively improve the output power quality of the inverter under the unbalanced state of the grid, and realize the independent or coordinated control of the power and current.KEY WORDS:Virtual synchronous generator (VSG); Photovoltaic-energy storage grid-connected system; Photovoltaic power generation; Energy storage system; Grid-connected conditioner; Grid imbalance; Negative sequence control目录摘要 (I)ABSTRACT (III)第一章绪论 (1)1.1课题背景及意义 (1)1.2虚拟同步发电机技术 (3)1.2.1虚拟同步发电机技术发展历程 (4)1.2.2虚拟同步发电机技术参数优化设计研究现状 (5)1.2.3虚拟同步发电机技术与储能系统结合应用的研究现状 (5)1.2.4虚拟同步发电机技术在不平衡工况下的研究现状 (6)1.3论文主要研究工作 (8)第二章光伏-储能型并网发电系统结构 (9)2.1光伏-储能并网系统整体结构 (9)2.2光伏发电单元 (10)2.2.1 光伏阵列 (10)2.2.2 Boost变换器及其参数计算 (12)2.3储能单元 (13)2.3.1蓄电池 (13)2.3.2双向DC/DC变换器及其参数计算 (14)2.4并网逆变器 (16)2.4.1LC滤波器参数计算 (17)2.5本章小结 (18)第三章基于VSG的光伏-储能并网逆变系统 (20)3.1光伏发电单元控制器设计 (20)3.2储能单元控制器设计 (22)3.3虚拟同步发电机的建模与实现 (22)3.3.1有功-频率控制 (23)3.3.2无功-电压控制 (25)3.3.3参考电压生成 (27)3.3.4电压-电流双闭环控制 (28)3.4本章小结 (31)第四章虚拟同步发电机系统控制策略 (32)4.1电网电压平衡状态下的VSG控制策略 (32)4.2电网电压不平衡条件下VSG运行分析 (33)4.3改进的VSG功率-电流协调控制策略 (35)4.3.1 不平衡电压与电流的正负序分离 (37)4.3.2 功率计算及电压补偿 (40)4.3.3 准比例谐振控制器 (44)4.3.4 控制器设计 (46)4.4本章小结 (49)第五章并网仿真与分析 (50)5.1直流子系统性能仿真与分析 (50)5.1.1 直流母线电压稳定性分析 (50)5.1.3 蓄电池充放电测试 (51)5.2.4 平抑光伏电源出力波动 (52)5.2电网电压平衡环境下VSG并网特性仿真与分析 (54)5.2.1 系统惯量输出特性 (54)5.2.2 有功-频率调节特性 (55)5.2.3 无功-电压调节特性 (59)5.3电网电压不平衡环境下改进VSG控制策略仿真与分析 (62)5.4本章小结 (69)第六章总结与展望 (70)6.1总结 (70)6.2展望 (71)参考文献 (72)致谢 (76)攻读学位期间主要研究成果 (77)第一章绪论1.1 课题背景及意义随着现代社会的发展，人类对能源的需求日益增大。
基于虚拟同步发电机的分布式逆变电源控制策略及参数分析
基于虚拟同步发电机的分布式逆变电源控制策略及参数分析一、本文概述随着全球能源危机和环境污染问题的日益严重，可再生能源的开发与利用已成为全球能源发展的必然趋势。
分布式发电作为可再生能源的重要应用形式，其并网控制策略的研究对电力系统的稳定、高效运行具有重要意义。
虚拟同步发电机（Virtual Synchronous Generator，VSG）作为一种模拟同步发电机特性的控制策略，在分布式逆变电源中得到了广泛应用。
本文旨在深入探讨基于虚拟同步发电机的分布式逆变电源控制策略及其参数分析。
本文将对虚拟同步发电机的基本原理进行阐述，包括其模拟同步发电机特性的方法和优势，以及在分布式逆变电源中的应用场景。
接着，文章将详细介绍基于虚拟同步发电机的分布式逆变电源控制策略，包括控制策略的设计思路、实现方法以及与传统控制策略的比较分析。
在此基础上，本文将重点分析分布式逆变电源控制策略中的关键参数，如虚拟惯量、阻尼系数等，探讨这些参数对系统稳定性、动态响应性能的影响规律。
通过理论分析和仿真实验，本文将进一步验证所提控制策略的有效性和参数的合理性。
本文还将对基于虚拟同步发电机的分布式逆变电源在实际应用中的前景和挑战进行讨论，以期为后续研究提供参考和借鉴。
本文旨在全面深入地研究基于虚拟同步发电机的分布式逆变电源控制策略及其参数分析，为分布式发电技术的发展和应用提供理论支持和实践指导。
二、虚拟同步发电机的基本原理虚拟同步发电机（Virtual Synchronous Generator，VSG）是一种先进的分布式逆变电源控制策略，其基本原理是通过模拟传统同步发电机的运行特性，使分布式电源在并网运行时表现出同步发电机的外特性。
VSG技术不仅有助于改善分布式电源与电力系统的交互性能，还能提高电力系统的稳定性。
VSG的基本原理可以概括为两个方面：一是模拟同步发电机的电磁暂态过程，二是模拟同步发电机的机械暂态过程。
在电磁暂态过程方面，VSG通过控制逆变器的输出电压和电流，使其具有同步发电机的阻抗特性和阻尼特性，从而在并网运行时表现出同步发电机的外特性。
虚拟同步发电机并网系统稳定性分析及提升方法
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目录
• 引言 • 虚拟同步发电机并网系统模型与稳定性分析 • 虚拟同步发电机并网系统稳定性提升方法 • 仿真分析与验证 • 结论与展望
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 01
引言
研究背景与意义
能源结构的转变
随着可再生能源的快速发展，电力系统的能源结构正在发生重大变 化，对虚拟同步发电机并网系统的稳定性提出了更高的要求。
面临的挑战
尽管已经取得了一定的成果，但仍存在一些关键问题需要解决，如系统建模的精确性、稳定性分析的 全面性以及提升方法的实效性等。
研究内容与方法
研究内容
本研究旨在建立更加精确的虚拟同步发电机并网系统模型，分析其稳定性，并 提出有效的提升方法。
研究方法
首先，通过调研和分析，建立虚拟同步发电机并网系统的详细模型；其次，运 用先进的稳定性分析方法对系统进行全面的稳定性评估；最后，提出针对性的 提升方法，并通过实验验证其有效性。
稳定性分析结果
稳定性判据
根据电力系统稳定性的定义，采用频率 、电压、相位差等参数作为判据，分析 虚拟同步发电机并网系统的稳定性。
VS
不稳定现象研究
针对不同的不稳定现象，研究其产生的原 因、演变过程和影响，为提升系统稳定性 提供依据。
提升方法有效性验证
提升方法设计
根据稳定性分析结果，设计相应的提升方法 ，如优化控制策略、改进设备性能等。
优化励磁控制
01
通过改进励磁控制算法，提高系统的动态响应速度和稳定性。
引入状态反馈
02
利用状态反馈技术，对系统的状态进行实时监测和调整，增强
系统的抗干扰能力。
采用预测控制
03
多能互补微电网中的虚拟同步发电机控制研究
多能互补微电网中的虚拟同步发电机控制研究一、概述随着全球能源危机和环境问题的日益严重，可再生能源的开发和利用受到了广泛关注。
微电网作为一种将分布式电源、储能装置、负荷和控制系统等集成在一起的局部电网，具有灵活、可靠、环保等优点，是实现可再生能源高效利用和节能减排的重要手段。
在微电网中，虚拟同步发电机（Virtual Synchronous Generator，VSG）技术以其独特的优势，成为研究的热点。
虚拟同步发电机技术是通过电力电子转换装置模拟同步发电机的外特性，使分布式电源具有同步发电机的惯性、阻尼和调频调压等特性，从而提高微电网的稳定性和电能质量。
该技术不仅可以实现对分布式电源的友好并网，还可以提高微电网的供电可靠性和经济性。
多能互补微电网是指将多种类型的分布式电源（如风电、光伏、储能等）和负荷进行有机结合，通过合理的控制策略实现各类电源的互补运行，以提高微电网的整体性能。
在这种背景下，研究虚拟同步发电机在多能互补微电网中的应用，对于提高微电网的稳定性、经济性和环保性具有重要意义。
本文旨在研究多能互补微电网中的虚拟同步发电机控制技术。
将对虚拟同步发电机的原理和特点进行详细分析将探讨虚拟同步发电机在多能互补微电网中的控制策略通过仿真和实验验证所提控制策略的有效性和优越性。
本文的研究将为虚拟同步发电机在多能互补微电网中的实际应用提供理论支持和技术指导。
1. 多能互补微电网的概念与特点多能互补微电网（Multienergy Complementary Microgrid）是一种新型的电力系统结构，它将多种能源形式（如太阳能、风能、天然气等）和储能装置（如电池、飞轮等）有机地结合在一起，以实现能源的高效利用和供电的可靠性。
多种能源互补：微电网内集成了多种不同类型的能源，包括可再生能源（如太阳能光伏、风力发电）和非可再生能源（如天然气发电）。
这些能源可以相互补充，提高能源利用效率，减少对单一能源的依赖。
《2024年微网逆变器虚拟同步发电机控制策略的分析与验证》范文
《微网逆变器虚拟同步发电机控制策略的分析与验证》篇一一、引言随着分布式能源的广泛应用和微网技术的发展，微网逆变器作为微网系统的关键设备，其控制策略的优化和改进变得尤为重要。
其中，虚拟同步发电机（Virtual Synchronous Generator，VSG）控制策略以其出色的稳定性和控制能力受到了广泛关注。
本文旨在分析微网逆变器中虚拟同步发电机控制策略的原理和特点，并通过实验验证其有效性。
二、微网逆变器虚拟同步发电机控制策略分析（一）基本原理虚拟同步发电机控制策略是基于对传统同步发电机的模拟，通过控制逆变器的输出电压和电流的相位、频率和幅值等参数，使逆变器输出具有与同步发电机相似的电气特性。
其目的是提高微网的稳定性和可靠性，实现分布式能源的高效接入和管理。
（二）控制策略的特点1. 良好的稳定性和调节性：虚拟同步发电机控制策略能模拟传统同步发电机的惯性特性和阻尼特性，具有较强的电压和频率稳定性。
2. 优化资源配置：该策略可以平滑地吸收或提供功率，有利于微网中可再生能源的接入和优化资源配置。
3. 提高电能质量：通过精确控制输出电压和电流的波形，可以有效减少谐波污染，提高电能质量。
三、控制策略的实现与验证（一）实现方法虚拟同步发电机控制策略的实现主要涉及以下几个方面：功率环、电压环、电流环以及频率锁相环等。
这些环路的设计需要根据具体的微网环境和需求进行调整和优化。
（二）实验验证为验证虚拟同步发电机控制策略的有效性，我们搭建了一个微网逆变器实验平台。
通过对比实验，分别测试了采用虚拟同步发电机控制策略和传统控制策略的逆变器在微网中的表现。
实验结果表明，采用虚拟同步发电机控制策略的逆变器在稳定性、调节性和电能质量等方面均表现出明显优势。
四、结论本文对微网逆变器虚拟同步发电机控制策略进行了深入的分析和实验验证。
分析表明，该控制策略通过模拟传统同步发电机的特性，提高了微网的稳定性和可靠性，优化了分布式能源的接入和管理。
序阻抗视角下虚拟同步发电机与传统并网逆变器的稳定性对比分析
通过我们的研究，发现虚拟同步发电机接入弱电网后的序阻抗参数主要受到控 制策略和接入位置的影响。在稳定性方面，虚拟同步发电机的引入可以有效地 提高弱电网的稳定性，但在特定条件下，也可能导致稳定性问题的出现。例如， 当虚拟同步发电机的控制策略不合理或接入位置不当的情况下，可能会引发次 同步振荡等问题。
参考内容二
基本内容
随着可再生能源的快速发展，电力电子转换器在能源系统中扮演着越来越重要 的角色。其中，并网逆变器作为关键的电力电子设备，其性能和稳定性直接影 响到整个能源系统的运行。本次演示主要探讨并网逆变器的整体序阻抗建模方 法，并对其稳定性进行分析。
一、并网逆变器序阻抗建模
序阻抗模型是一种有效的分析方法，用于描述并网逆变器的动态行为。该模型 主要考虑了逆变器的内部阻抗以及与其交互的外部电源和负载阻抗。通过将逆 变器视为一个阻抗网络，我们可以更好地理解其输入和输出的电压和电流之间 的关系。
虚拟同步发电机（Virtual Synchronous Generator，VSG）是一种基于电力 电子技术的同步发电机模拟方法。VSG通过模拟同步发电机的动态行为，可以 实现分布式电源的平滑并网，提高微网的运行稳定性和可靠性。本次演示主要 探讨基于VSG的微网逆变器并网技术研究。
VSG的核心思想是通过控制逆变器的输出电流，模拟同步发电机的有功功率和 无功功率的调节过程。通过这种方式，VSG可以在不依赖机械同步发电机的情 况下，实现微网的稳定并网运行。
此外，控制策略和设备参数也对VSG和GCI的稳定性产生重要影响。对于VSG而 言，合适的控制策略能够更好地调配其内置的电力电子器件，从而更好地应对 系统阻抗的变化。对于GCI而言，设备的参数如逆变器转换效率、谐波抑制等 都对设备的稳定性有着重要影响。
微网逆变器的虚拟同步发电机控制技术研究
微网逆变器的虚拟同步发电机控制技术研究微网逆变器的虚拟同步发电机控制技术研究摘要：随着可再生能源的不断发展和应用，微网逆变器作为微网系统的关键设备之一，扮演着将直流能源转换为交流能源的重要角色。
为了实现微网逆变器的高效率运行和稳定性，其中的虚拟同步发电机控制技术成为了当前的研究热点。
本文通过对微网逆变器的虚拟同步发电机控制技术进行深入研究和分析，探讨其原理、特点以及在微网逆变器中的应用情况。
研究表明，虚拟同步发电机控制技术在微网逆变器中具有高效、稳定和可靠的特点，并能有效提高微网系统的可信度。
1. 引言随着能源危机和环境污染问题的日益突出，可再生能源的发展和应用成为全球范围内的共识。
微网逆变器作为可再生能源发电系统的核心设备之一，能够将直流能源转换为交流能源，并将多个可再生能源发电装置连接起来形成微网系统。
因此，在微网逆变器的设计和控制中，虚拟同步发电机控制技术的研究变得至关重要。
2. 虚拟同步发电机控制技术原理虚拟同步发电机控制技术是一种基于电压源逆变器的控制策略，通过模拟同步发电机的运行特性来实现微网逆变器的高效率运行。
其基本原理是通过改变逆变器输出电压的相位和频率，使其与微网系统的电网电压保持同步。
3. 虚拟同步发电机控制技术特点虚拟同步发电机控制技术具有以下特点：1) 高效率：虚拟同步发电机控制技术能够在微网逆变器中实现高效率的能量转换，降低能量损耗；2) 稳定性：虚拟同步发电机控制技术能够保持微网逆变器输出电压与电网电压的同步，提高系统的稳定性；3) 可靠性：虚拟同步发电机控制技术能够实现微网系统的自动调节和故障恢复，提高系统的可靠性。
4. 虚拟同步发电机控制技术在微网逆变器中的应用虚拟同步发电机控制技术在微网逆变器中的应用主要包括以下几个方面：1) 增强微网逆变器与电网之间的互联性：虚拟同步发电机控制技术能够使微网逆变器的输出电压与电网电压保持同步，提高微网系统与电网之间的稳定性和互联性；2) 改善微网逆变器的电压调节能力：虚拟同步发电机控制技术能够实现微网逆变器的电压调节功能，保持逆变器输出电压的稳定性；3) 提高微网系统的稳定性和可靠性：虚拟同步发电机控制技术能够实现微网系统的自动调节和故障恢复，提高微网系统的稳定性和可靠性。
虚拟同步发电机参数整定短路1.5
虚拟同步发电机参数整定短路1.5摘要：1.虚拟同步发电机概述2.虚拟同步发电机在微电网中的应用3.虚拟同步发电机参数整定方法4.短路故障处理策略5.结论与展望正文：一、虚拟同步发电机概述虚拟同步发电机（Virtual Synchronous Generator，简称V SG）是一种模拟同步发电机运行特性的控制策略，它具有与同步发电机相似的惯性特性和阻尼特性。
虚拟同步发电机在逆变器并联系统中起到协调各并联单元功率输出、维持系统稳定性的作用。
在微电网中，虚拟同步发电机技术得到了广泛的应用。
二、虚拟同步发电机在微电网中的应用1.并联性能优化：虚拟同步发电机通过引入惯性环节，优化并联性能，提高系统稳定性。
2.故障电流限制：在短路故障发生时，虚拟同步发电机能够快速调整输出功率，减小故障电流，降低系统损害。
3.频率稳定控制：在电力系统负荷变化或发电机故障时，虚拟同步发电机能够提供额外的阻尼力矩，维持系统频率稳定。
三、虚拟同步发电机参数整定方法1.虚拟同步发电机参数主要包括：同步电机的额定速度、阻尼系数、惯性时间常数等。
2.参数整定原则：根据系统需求和并联逆变器的特性，合理选择虚拟同步发电机的参数，以实现良好的并联性能和系统稳定性。
3.参数整定方法：通过仿真分析、实验验证等方法，逐步调整虚拟同步发电机参数，直至满足系统性能要求。
四、短路故障处理策略1.快速切除：在检测到短路故障时，迅速切断故障电路，防止故障扩大。
2.故障隔离：通过检测故障位置，将故障区域与正常区域隔离，减小系统损害。
3.故障恢复：在故障处理后，重新投入虚拟同步发电机，恢复系统正常运行。
五、结论与展望虚拟同步发电机在微电网中具有重要作用，通过对虚拟同步发电机参数的整定和短路故障处理策略，可以提高系统稳定性和安全性。
虚拟同步发电机转动惯量和阻尼系数协同自适应控制策略
虚拟同步发电机转动惯量和阻尼系数协同自适应控制
策略
虚拟同步发电机（VSG）是一种新型的电力调节设备，它能够实现多种功能，如电力质量改善、电力稳定性提升等。
在利用VSG进行能量调节时，实现VSG系统的自适应控制是至关重要的。
VSG的转动惯量和阻尼系数是VSG系统的重要参数，对系统的运行稳定性和响应速度起着非常重要的作用。
因此，如何实现VSG的转动惯量和阻尼系数协同自适应控制成为了当前的研究热点。
本文研究了一种基于转动惯量和阻尼系数协同自适应控制的VSG系统控制策略。
该策略通过对VSG系统的电流、电压和转速进行实时监控，通过VSG逆变器的电流控制器和动态电压调节器对电力进行调节。
通过对VSG的转动惯量和阻尼系数进行估算，可以在实时的调节过程中实现VSG的自适应控制，从而提高VSG 系统的运行效率和稳定性。
在该策略中，首先通过传感器对VSG系统的电流、电压和转速进行实时监控，得到实时的电力参数。
然后通过VSG逆变器的电流控制器和动态电压调节器对电力进行调节，保持系统的运行稳定。
接着，通过对VSG的转动惯量和阻尼系数进行估算，可以更精确地控制VSG系统的响应速度和稳定性。
最后，在系统稳定后，VSG的转动惯量和阻尼系数可以通过在线学习算法进行自适应调整，从而使VSG系统的控制更加灵活和高效。
该策略在仿真实验中进行了验证，并与传统的VSG系统控制策略进行了比较。
结果表明，基于转动惯量和阻尼系数协同自适应控制的VSG系统具有更好的控制效果和响应速度，能够更好地实现VSG系统的稳定运行。
因此，该策略具有较好的应用前景，可以为VSG系统的控制和优化提供有益的参考。
新能源虚拟同步发电机技术与应用
新能源虚拟同步发电机技术与应用
随着全球对清洁能源的需求不断增加，新能源发电技术正逐渐
成为主流。
其中，虚拟同步发电机技术作为一种重要的新能源发电
技术，正在逐渐受到关注并得到广泛应用。
虚拟同步发电机技术是指利用电子器件和控制系统实现新能源
发电设备（如风力发电机或太阳能光伏发电机）模拟同步发电机的
运行特性，从而实现与传统同步发电机的协调运行。
这项技术的出现，为新能源发电设备与传统电网的接入提供了一种新的解决方案，有助于提高电网的稳定性和可靠性。
虚拟同步发电机技术的应用可以从以下几个方面来看：
1. 提高电网稳定性，传统电力系统依赖于同步发电机来提供稳
定的电力输出，而新能源发电设备的接入会带来电网不稳定的问题。
虚拟同步发电机技术可以通过模拟同步发电机的运行特性，使新能
源发电设备在接入电网时能够提供稳定的电力输出，从而提高电网
的稳定性。
2. 促进新能源发电设备的接入，传统同步发电机需要严格的同
步条件才能接入电网，而虚拟同步发电机技术可以降低这些接入条件，使得新能源发电设备更容易地接入电网，从而促进新能源的利用和开发。
3. 提高电网的可靠性，虚拟同步发电机技术可以通过控制系统实现对新能源发电设备的灵活控制，使其能够适应电网的需求，从而提高电网的可靠性和适应性。
总的来说，虚拟同步发电机技术的出现为新能源发电设备与传统电网的协调运行提供了一种新的解决方案，有助于提高电网的稳定性和可靠性，促进新能源的利用和开发。
随着技术的不断进步和完善，相信虚拟同步发电机技术将在未来发挥更加重要的作用，推动清洁能源的发展和应用。
基于改进虚拟同步发电机的构网型并联储能逆变器控制研究
基于改进虚拟同步发电机的构网型并联储能逆变器控制研究一、研究背景和意义随着全球能源需求的不断增长和环境问题的日益严重，新能源技术的发展已成为解决能源危机和环境污染的关键途径。
太阳能光伏发电作为一种清洁、可再生的能源形式，具有广阔的应用前景。
太阳能光伏发电受天气条件影响较大，如晴天时的发电量远低于阴雨天，因此需要通过储能技术来提高光伏发电系统的稳定性和可靠性。
虚拟同步发电机(VSG)是一种特殊的机械振动系统，其输出电压与电网频率成正比，且与电网电压同相位。
VSG在储能领域得到了广泛关注，并被应用于各种电力电子设备中。
现有的基于VSG的构网型并联储能逆变器控制方法存在一定的局限性，如对电网波动和负载变化的响应速度较慢，无法实现实时的能量管理和优化调度。
本研究旨在提出一种基于改进虚拟同步发电机的构网型并联储能逆变器控制方法，以提高其对电网波动和负载变化的适应能力。
该方法主要包括以下几个方面的研究：首先，通过对VSG模型的改进，提高其对电网波动和负载变化的敏感性；其次，设计一种有效的能量管理策略，以实现对储能系统的快速响应和优化调度；通过仿真实验验证所提方法的有效性和可行性。
本研究具有重要的理论意义和实际应用价值，它有助于深入理解VSG的运动特性和控制策略，为其他类似设备的控制研究提供参考；另一方面，它可以为新能源发电系统的稳定运行提供技术支持，推动新能源技术的发展和应用。
1.1 研究背景随着全球能源需求的不断增长和环境问题的日益严重，新能源技术的发展已成为解决能源危机和环境问题的关键。
太阳能、风能等可再生能源的利用越来越受到重视。
由于可再生能源的不稳定性，如太阳能和风能的间歇性，使得电力系统的稳定性和可靠性面临巨大挑战。
为了解决这一问题，研究者们开始关注储能技术的发展，尤其是基于虚拟同步发电机(VSG)的并联储能逆变器(PEMS)。
虚拟同步发电机是一种特殊的发电机，其输出电压与电网频率保持同步。
通过将多个VSG并联组成PEMS,可以实现对电能的有效存储和调度。
虚拟同步发电机并机黑启动技术研究
ELECTRIC DRIVE 2024Vol.54No.2电气传动2024年第54卷第2期基金项目：陕西省教育厅一般专项科研计划项目（22JK0366）作者简介：杨帆（1992—），男，硕士，工程师，主要研究方向为储能控制算法，Email ：虚拟同步发电机并机黑启动技术研究杨帆1，王换民2（1.上海弘正新能源科技有限公司，上海201400；2.商洛学院电子信息与电气工程学院，陕西商洛726000）摘要：随着电力电子技术的发展，具有虚拟同步发电机（VSG ）功能的微网型储能逆变器也得到了广泛应用。
在虚拟同步发电机技术中由于惯性调频环及调压环的存在，逆变器在并网时可自主实现电网调频调压功能，离网时也可实现无通信并机。
但是在微网系统中由于负载和变压器的接入，逆变器离网时并机黑启动技术是亟待解决的问题之一。
通过理论仿真分析，提出了一种工频同步的软启动方法，可实现平滑的母线电压建立。
在软启动过程中两台VSG 并机功率均衡，实现了整个系统黑启动的完成。
最后通过实验分析，验证了VSG 并机黑启动控制策略的有效性。
关键词：工频同步；黑启动；虚拟同步发电机中图分类号：TM464文献标识码：ADOI ：10.19457/j.1001-2095.dqcd24673Implementation of Parallel Black Start of Virtual Synchronous GeneratorYANG Fan 1，WANG Huanmin 2（1.Shanghai Hongzheng New Energy Technology Corporation ，Shanghai 201400，China ；2.School of Electronic Information and Electrical Engineering ，Shangluo University ，Shangluo 726000，Shaanxi ，China ）Abstract ：With the development of power electronics technology ，microgrid type energy storage inverters with virtual synchronous generator （VSG ）function have also been widely used.In VSG technology ，due to the presence of inertial frequency regulation loop and voltage regulation loop ，the inverter can realize the grid frequency regulation and voltage regulation function independently when it is connected to the grid ，and it can realize the parallel power without communication when it is off-grid.However ，in the microgrid system ，due to the access of load and transformer ，the parallel black start technology is one of the urgent problems to be solved when the inverter is off-grid.Through theoretical simulation analysis ，an industrial frequency synchronous soft start method was proposed ，which can realize smooth bus voltage establishment.The parallel power equalization of two VSGs during the soft start process achieved the completion of the black start of the whole system.Finally ，the effectiveness of the parallel VSG black start control strategy was verified through experimental analysis.Key words ：frequency synchronization ；black start ；virtual synchronous generator （VSG ）虚拟同步发电机（VSG ）控制思想[1-2]的发展，使得风电、光伏、储能等电力电子变换器呈现出同步发电机的运行特性，随着新能源入网占比的逐年递增，虚拟同步发电机技术是提高电力系统稳定性的一种有效方法。
基于虚拟同步发电机的三相四桥臂微网逆变器控制技术研究
基于虚拟同步发电机的三相四桥臂微网逆变器控制技术研究微网是能源的一个重要载体,通过微网可以实现对不同区域的快速实地供电。
但是随着科学技术的飞速发展,微电网中的电力电子器件的数量日趋增多,这就导致了微电网的抵抗外界干扰和动态响应的能力变差。
而虚拟同步发电机(Virtual Synchronous Generators,VSG)技术能够模拟同步发电机(Synchronous Generator,SG)的外特性,能够给微电网提供足够阻尼支持和惯性支撑,从而来有效地解决微电网稳定运行的问题。
本文针对基于VSG的微网逆变器在不平衡负载下的运行控制方法进行了研究。
首先,借助传统SG的数学模型以及其所具有的一次调频和一次调压特性,推导出了VSG的有功调频控制环以及无功调压控制环。
其次,针对传统逆变器带不对称和非线性负荷能力差,提出了一种基于三相四桥臂逆变器的改进分序控制方法,使用双旋转坐标系技术对逆变器输出的耦合的正负序电压进解耦分离,实现了正负序电压的独立控制;同时针对独立的零序电压,设计了一种虚拟构造αβ坐标系的技术,实现了对零序电压更加有效的控制。
然后,为了能够使得逆变器在带不平衡负载的情况下实现离并网平滑切换,提出了一种基于三相四桥臂逆变器的VSG离并网双模式切换控制方法,该控制方法能够实现离并网模式切换时无需改变控制算法;为了能够提升VSG在系统不对称情况下的运行性能,提出了基于序网络模型的VSG控制算法,通过结合预同步控制使得逆变器带不平衡负载并网时的冲击电流变小,同时在此基础上加入电压电流双闭环控制来提升系统的动态性能。
最后,通过MATLAB/simulink对所提出的控制算法进行了验证,并搭建了基于VSG控制的逆变器实验控制平台,对VSG算法进行了初步的实验验证。
虚拟同步发电机及其在微电网中的应用
虚拟同步发电机及其在微电网中的应用一、本文概述随着能源转型和可持续发展的深入推进，微电网作为一种能够整合分布式能源资源，提高能源利用效率，增强电网稳定性的重要方式，受到了广泛关注。
作为微电网中的关键设备，虚拟同步发电机（Virtual Synchronous Generator，VSG）的出现，为微电网的稳定运行和能源优化调度提供了新的解决方案。
本文将对虚拟同步发电机的基本原理、技术特点以及在微电网中的应用进行深入探讨，旨在为相关领域的研究和实践提供有益的参考。
本文将对虚拟同步发电机的基本原理进行介绍，包括其产生背景、工作原理以及与传统发电机的异同点。
在此基础上，分析虚拟同步发电机的技术特点，包括其控制策略、响应速度、稳定性以及能源利用效率等方面的优势。
本文将详细探讨虚拟同步发电机在微电网中的应用。
微电网作为一种新型电力系统结构，具有分布式、自治性、可调度等特点，而虚拟同步发电机作为其关键设备，能够在提高微电网稳定性、优化能源调度、减少能源浪费等方面发挥重要作用。
本文将通过案例分析、仿真实验等方法，详细阐述虚拟同步发电机在微电网中的应用效果及其实际应用中的挑战和解决方案。
本文将对虚拟同步发电机未来的发展趋势进行展望，包括其技术升级、应用场景拓展、智能化发展等方面的可能性。
通过本文的探讨，期望能够为虚拟同步发电机在微电网中的进一步应用和推广提供有益的思路和建议。
二、虚拟同步发电机的基本原理虚拟同步发电机（Virtual Synchronous Generator，VSG）是一种通过电力电子变换器模拟同步发电机运行特性的技术。
其基本原理在于利用先进的控制算法和电力电子技术，使分布式电源在微电网中表现出类似传统同步发电机的外特性，从而增强微电网的稳定性和可靠性。
VSG的基本原理主要包含两个方面：一方面是通过电力电子变换器控制分布式电源的输出电压和电流，使其具有同步发电机的电压和电流波形；另一方面是通过模拟同步发电机的转动惯量和阻尼特性，使分布式电源在微电网中具有类似同步发电机的惯性响应和阻尼特性。
虚拟同步发电机参数整定短路1.5
虚拟同步发电机参数整定短路1.5
摘要：
一、虚拟同步发电机概述
1.定义与特点
2.应用场景
二、虚拟同步发电机参数整定
1.参数整定方法
2.参数整定影响
三、虚拟同步发电机短路分析
1.短路类型
2.短路影响
四、案例分析
1.短路1.5 案例简介
2.短路1.5 案例分析
正文：
一、虚拟同步发电机概述
虚拟同步发电机（Virtual Synchronous Generator，简称VSG）是一种基于逆变器的新型发电机，具有响应速度快、精度高、惯性小等特点。
在新能源接入、微电网、分布式发电等领域有着广泛的应用。
二、虚拟同步发电机参数整定
虚拟同步发电机的参数整定主要包括电流环、电压环和频率环的参数设
置。
合理的参数整定可以提高系统的稳定性、动态响应速度和并网性能。
不同的参数整定方法对系统的运行性能有着不同的影响。
三、虚拟同步发电机短路分析
虚拟同步发电机在运行过程中可能会发生短路，根据短路类型和影响的不同，可以分为电流短路、电压短路和频率短路等。
短路会对发电机的运行性能产生影响，甚至可能导致设备损坏。
因此，对短路的分析与处理是保证系统安全稳定运行的关键。
四、案例分析
本文以短路1.5 为例，进行案例分析。
短路1.5 是一种典型的电流短路，由于负载突变等原因，发电机输出电流迅速增大，导致系统运行不稳定。
通过调整虚拟同步发电机的参数，可以有效地避免短路现象的发生，保证系统的正常运行。
总之，虚拟同步发电机作为一种新型发电设备，在参数整定和短路处理方面有着重要的研究价值。
应用于微网的虚拟同步发电机结构及其动态性能分析
应用于微网的虚拟同步发电机结构及其动态性能分析一、概述随着分布式能源的快速发展和智能电网建设的深入推进，微电网作为实现能源优化利用和提高电网可靠性的重要手段，正日益受到广泛关注。
微电网是一个由分布式电源、储能装置、负荷以及控制装置等组成的小型发配电系统，它既可以与大电网并网运行，也可以在孤岛模式下独立运行，为局部区域提供电力供应。
由于微电网中的分布式电源多为电力电子接口设备，其动态响应特性和传统同步发电机存在较大差异，这给微电网的稳定运行和能源优化调度带来了挑战。
为了解决这一问题，虚拟同步发电机（Virtual Synchronous Generator，VSG）技术应运而生。
虚拟同步发电机是一种通过电力电子变换器模拟同步发电机运行特性的技术，它能够使得分布式电源在微电网中表现出类似传统同步发电机的外特性，从而增强微电网的稳定性和可靠性。
虚拟同步发电机技术不仅保留了电力电子设备的快速响应特性，还具备了传统同步发电机的惯性特性和阻尼特性，能够更好地适应微电网的运行需求。
本文将对应用于微电网的一种虚拟同步发电机结构进行详细介绍，并深入分析其动态性能。
我们将探讨虚拟同步发电机的基本原理和关键技术，包括其产生背景、工作原理以及与传统发电机的异同点。
我们将设计一种适用于微电网的虚拟同步发电机结构，并详细阐述其控制策略和实现方法。
在此基础上，我们将通过仿真实验和案例分析，对虚拟同步发电机的动态性能进行深入研究，包括其响应速度、稳定性以及能源利用效率等方面的优势。
1. 微网的概念与特点作为现代电力系统的一种新型组织形式，是指由分布式电源、储能装置、能量变换装置、相关负荷以及监控、保护装置等共同组成的小型分布式发电系统。
它不仅可以作为一个独立自治的系统运行，也可以与大电网进行并网运行，体现了高度的灵活性和自主性。
微网内的分布式电源形式多样，包括光伏发电系统、微型燃气轮机、燃料电池等，它们与储能装置协同工作，共同满足微网内负荷的电力和热能需求。
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摘要分布式发电的快速发展使其在电网中的比重日益变大，增加了分布式电源安全、稳定并网的难度。
消除分布式电源接入电网时对电力系统的不利影响，要求其在提供电能的同时也具有相应的电压频率和幅值支撑能力。
虚拟同步发电机技术作为一种能够使分布式电源主动参与电网功率调节的控制方案，受到了广泛关注。
虚拟同步发电机的根本在于对同步发电机特性的模拟，即一次调频特性、一次调压特性与惯性。
本文先阐述对分布式发电与虚拟同步发电机的认识，并简要介绍同步发电机的工作原理。
接着分析了虚拟同步发电机的设计原理和现有虚拟同步发电机的技术方案。
最后提出对拓扑结构和控制策略的设计，用MATLAB/SIMULINK搭建虚拟同步发电机的仿真模型，并进行仿真和对仿真结果的分析。
虚拟同步发电机技术的应用，确实提高了电力系统的稳定性，实现了频率和电压的无差控制。
虚拟同步发电机技术很好的改善了电网的稳定性，具有深远的发展前景。
关键词：电力系统；虚拟同步发电机；一次调压；一次调频；虚拟惯性ABSTRACTIn this paper, Growing proportion of distributed power in power grid because of its rapid development, increase the difficulty of distributed power safety and steadily parallel in power grid. In order to eliminate distributed power grid on the harmful effects of electric power system, the distributed generation also must have its corresponding voltage amplitude and frequency support. Virtual synchronous generation(VSG) attracted much attention as a kind of control plan can make the active participation of distributed power grid power regulation. The most important of VSG is the simulation of the synchronous generator characteristics. These characteristics are frequency regulation, voltage regulation and virtual inertia. This paper first expounds the understanding of distributed generation and VSG, and make a brief introduction to the principle of synchronous generator. Then analysis the principle of VSG and the existing scheme of VSG. Finally puts forward the topological structure and control strategy design. Set up using MATLAB/SIMULINK simulation model of VSG, and do the simulation and analysis of results. The application of the VSG technology did raise the stability of power system and realize the no difference frequency and voltage control. The VSG technology has greatly improved the stability of power grid. The VSG has profound development prospects.Key words：electric power system；virtual synchronous generator；voltage regulation；frequency regulation；virtual inertia目录摘要 (I)ABSTRACT (II)1 前言 (1)1.1 选题的目的及意义 (1)1.2 分布式发电现状 (1)1.3 虚拟同步发电机的发展 (2)2 同步发电机原理简介 (3)2.1 同步发电机的基本结构 (3)2.2 同步发电机的运行特性 (3)2.2.1 空载特性 (3)2.2.2 电枢反应 (4)2.2.3 频率及电压控制原理 (4)2.2.4 同步发电机的功率及转矩方程 (4)3 虚拟同步发电机原理 (6)3.1 虚拟同步发电机的主电路 (6)3.2 有功调节 (7)3.3 无功调节 (8)3.4 电压空间矢量PWM调制算法 (10)3.5 典型虚拟同步发电机技术方案分析 (12)3.5.1 电流控制型虚拟同步发电机技术 (12)3.5.2 电压控制型虚拟同步发电机技术 (14)4 虚拟同步发电机仿真 (16)4.1 仿真模型 (16)4.2 滤波器的参数设计 (16)4.3 控制策略设计 (17)4.3.1 功频控制器仿真 (17)4.3.2 励磁调节器仿真 (18)4.3.3 三相调制波仿真 (18)4.4 仿真结果与分析 (19)4.4.1 孤岛模式仿真分析 (19)4.4.2 阻尼参数与转动惯量的研究 (20)4.4.3 滤波器参数的整定 (22)结论 (25)参考文献 (26)致谢 (28)1前言1.1 选题的目的及意义选择“分布式发电中的虚拟同步发电机的研究”课题作为本毕业设计的任务，学习同步发电机频率及电压控制原理，理解现有的虚拟同步发电机控制方案，认知其在分布式发电中的重要作用。
如今，电能已经成为居民生活的必需品，而且人们对电能质量的要求也日益提高，如何更高效的提供高质量的电能是时代对当今电力技术提出的要求。
基于可再生能源（如风能、太阳能等）的分布式发电技术成为人类应对能源危机和环境污染的重要手段之一，近年来越来越受到重视[1]。
分布式发电迅速发展，其装机容量越来越大，如何将其高效、稳定的并入电网成为各方大力研究的课题。
早期将分布式电源看作不可控发电模块的控制方法已经不适用于现状，甚至会对电力系统的安全性、稳定性产生不利影响。
因此，分布式电源不能只是向电网提供电能，还应具备一定的电网电压幅值和频率支撑能力，以维持电网的稳定运行[2]。
因此，有学者提出了下垂控制方法[3]。
这种方法虽然为电网提供了频率和幅值上的支撑，但是同步发电机特有的惯性特性没有得到体现，即在电网中出现有功功率供需不平衡时，无法通过转动惯量来抑制电网频率的快速波动。
基于这方面的考虑，在控制回路中加入了虚拟惯性环节，就此形成了较完备的虚拟同步发电机的概念[4,5]。
发展到今天，微电源并网策略仍然有很多问题需要深入探究，因此对虚拟同步发电机的研究就显得尤为必要。
从稳定性的要求出发，虚拟同步发电机仍需利用电力电子控制的灵活性对技术的进一步创新；稳定频率与动态均流之间的矛盾仍需调和。
由于时代的发展要求与自身的限制问题的存在，在虚拟同步发电机上的投入必然增加，该技术的发展进步极大地推动了并网的稳定性[6]。
1.2分布式发电现状发展到2013年，光伏发电装机容量已然增至139.637GW[7]。
在全球范围内分布式光伏发电的装机容量占据相当大的比重，像德、日、美等国家，都对其数量有指标上要求,他们在利用可再生能源时都是在低压配电测接入发电机组。
而对于中国来说，虽然光伏发电相对较晚，但仍然紧跟世界的脚步，从2002年开始发展，期间陆续发布多项政策支持分布式发电。
我国国家能源局指出，在国内新增15GW的光伏发电，特别提到要实现3.15GW以上的分布式光伏屋顶。
由此可见，电力系统中的分布式能源占比呈现增长趋势，相应的传统能源比例就会减小，可再生能源的分布式利用将是电力研究的热点[8]。
1.3虚拟同步发电机的发展分布式发电技术面临着诸多挑战。
其接入电网通常具有不易调控性；当前配电网仍然无法稳定地接受分布式电源；并网逆变器等关键部分的优化等。
为解决与改善上述问题提出的虚拟同步发电机的控制方法，其对提高分布式电源大规模接入电网的能力具有重要的理论意义和应用价值[9]。
虚拟同步发电机的设计理念是对电力电子器件加以控制来模拟同步发电机的外特性，使逆变器能够参与系统的调压及调频工作[10],进而满足电网的平稳性、安全性要求。
自虚拟同步发电机概念的问世以来，学者在这方面进开展了许多研究，不断的改进控制算法，使其日趋成熟。
起步时期，鲁汶大学提出了“VSG”技术[4],它只是模拟了调频特性和转子惯性。
这个方案还是有较大的不足，它其实并没有考虑对励磁加以控制来调节无功电压。
缺少了励磁调节，就使其无法准确表达出传统同步电机的运行原理。
同时代的克劳斯塔尔工业大学提出的“VISMA”方案[2]就有了一定进步，它弥补了上述分析中的缺点，在工作特性上与传统同步发电机更相似。
从外特性上看，这两类控制方法都等效于受控的电流源，因此在微电网环境中无法良好地提供电压支撑作用，也就无法进行离网的孤岛模式的运行。
针对这个问题，另有学者提出了电压控制型的虚拟同步发电机技术[6]。
在这个方向的引导下，以后的控制方式克服了上述的种种不足并有所改进，愈加接近于同步发电机的特征。
这项课题的进步对减少环境污染、促进能源利用具有很大的现实意义，它会更多的进入人们的视线，更多的产生研究成果。
2 同步发电机原理简介2.1 同步发电机的基本结构同步发电机是由静止的定子和转动的转子两个主要部分构成，定子是由导磁的铁芯、导电的三相绕组和固定铁心用的底座和端盖等部分构成，在系统中的作用是产生旋转磁场和接收电能。
同步电动机的旋转转子有两种结构形式，一种是有明显磁极的，称为凸极式，如图2.1左图所示；另一种转子呈圆柱形状，并无明显磁极，叫做隐极式，如图2.1右图所示。
图2. 1 旋转式磁极2.2 同步发电机的运行特性2.2.1 空载特性同步发电机的空载特性是指其在标定的转速下，同步电机只加入励磁而且不并入电网时的特征。
这个时候同步发电机中的励磁磁势F f 会随着转子进行同步的旋转,就在电枢绕组中感应出励磁电势E 0。