虚拟同步发电机单机并网小信号模型及其稳定性分析

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Ｎｏ．４２பைடு நூலகம்０１７
华北电力技术
ＮＯＲＴＨＣＨＩＮＡＥＬＥＣＴＲＩＣＰＯＷＥＲ
５５
虚拟同步发电机单机并网小信号模型及其稳定性分析
江浩，刘辉，王阳，韦徵。，白恺，
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｕｒｒｅｎｔｌｙ，ｔｈｅｒｅｎｅｗａｂｌｅｅｎｅｒｇｙｅｑｕｉｐｍｅｎｔｓｈａｖｅｎｏａｂｉｌｉｔｙｔｏｓｕｐｐｏｒｔｔｈｅｐｏｗｅｒｇｒｉｄ．Ｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆ
ＪｉａｎｇＨａｏ，ＬｉｕＨｕｉ，ＷａｎｇＹａｎｇ，ＷｅｉＺｈｅｎｇ，ＢａｉＫａｉ，
（１．ＳｔａｔｅＧｒｉｄＷｉｎｄ — Ｓｏｌａｒ — ＥｎｅｒｇｙＳｔｏｒａｇｅＧｅｎｅｒａｔｉｏｎＬａｂｏｒａｔｏｒｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００４５，Ｃｈｉｎａ；２．ＳｔａｔｅＧｒｉｄＸｉｎｙｕａｎＺｈａｎｇｊｉａｋｏｕＷｉｎｄａｎｄＳｏｌａｒＰｏｗｅｒＥｎｅｒｇｙＤｅｍｏｎｓｔｒａｔｉｏｎＳｔａｔｉｏｎ，Ｚｈａｎｇｊｉａｋｏｕ０７５０００，Ｃｈｉｎａ；３．ＮａｒｉＳｏｌａｒＥｎｅｒｇｙＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＣｏ．Ｌｔｄ．，Ｎａｎｊｉｎｇ２１１１０６，Ｃｈｉｎａ；
及电网的安全运行。为分析和解决上述问题，本文对单台ＶＳＧ并网系统的各个环节进行了详细的建模，得到
了系统的小信号模型。在此基础上，分析了ＶＳＧ不同控制参数对系统稳定性的影响。分析和仿真结果表明，
摘要：目前可再生能源发电设备一般不具备支撑电网运行的能力。随着可再生能源在电网中占比的不断提高，其弱支撑性问题越来越显著。为解决上述问题，有学者提出了虚拟同步发电机技术（ＶｉｒｔｕａｌＳｙｎｃｈｒｏ —
ｎｏｕｓＧｅｎｅｒａｔｏｒｓ，ＶＳＧ），该技术可以使可再生能源发电设备模拟同步发电机，为电网提供调压和调频支撑。虽
然ＶＳＧ技术可以提高可再生能源对电网的支撑性，但有可能导致可再生能源发电设备在运行时出现振荡，危
Ｓｍａｌｌ－ｓｉｇｎａｌＭｏｄｅｌｌｉｎｇａｎｄＳｔａｂｉｌｉｔｙＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＯｎｅＶｉｒｔｕａｌＳｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓＧｅｎｅｒａｔｏｒＣｏｎｎｅｃｔｅｄＴｏｔｈｅＵｔｉｌｉｔｙＧｒｉｄ
（１．国家电网公司风光储联合发电运行技术实验室，北京１０００４５；２．国网新源张家１：／风光储示范电站有限公司，河北张家口０７５０９９；
３．南京南瑞太阳能科技有限公司，江苏南京２１１１０６；４．国网冀北电力有限公司电力科学研究院（华北电力科学研究院有限责任公司），北京１０００４５）
当ＶＳＧ控制参数设置不合理时，系统会出现振荡，需要合理设置ＶＳＧ控制参数以保证电网的安全稳定运行。关键词：虚拟同步发电机（ＶＳＧ）；小信号模型；稳定性；并网中图分类号：ＴＭ３１文献标识码：ＡＤＯＩ：１０．１６３０８／ｊ．ｃｎｋｉ．ｉｓｓｎｌＯ０３ — ９１７１．２０１７．０４．００７
４．ＳｔａｔｅＧｒｉｄＪｉｂｅｉＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＣｏ．Ｌｔｄ．ＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，
ＮｏｒｔｈＣｈｉｎａＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅＣｏ．Ｌｔｄ．，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００４５，Ｃｈｉｎａ）