VSG惯量支撑和一次调频的功能定位区别

一些关于VSG惯量支撑和一次调频的介绍看我前两篇文章，也可以看这个论文，我的这些文章就是总结的这篇论文：大电网中虚拟同步发电机惯量支撑与一次调频功能定位辨析_秦晓辉

控制规律上

惯性支撑是微分反馈控制，一次调频是对系统频率的比例反馈控制。

惯性支撑由于是微分控制（可以从表达式看出来，是频率变化的微分），所以具有超前特性，可以很快响应（对变化量敏感）。

而对于一次调频，在频率变化之初，偏差不大，其又采用比例控制（从下垂控制公式可以看出来），那么它响应就慢，出力相对的小。

共同点：无法消除静差，只有二次调频才能消除静差。

从能量角度来看

惯量支撑是基于频率变化率的一个功率出力，它的大小取决于频率的变化程度，当系统频率跌落到一定位置后不再改变的时候，它就保持为零了，这个可以从这个图里面看出来

当然，同时能看出来在整个过程中，惯量支撑出力的总和是不多的，因为到后面它就是0了，出力实际上是图二的积分。但是一次调频就不一样了，一次调频是一个持续的过程，就算是系统频率跌落下来后，保持一个低于额定频率的地方稳定运行，它也不会因为频率不改变了就停止出功，实际上，它是和|ω-ωgrid|成比例的，也就是说，只要系统频率不恢复到额定频率，那么一次调频就不会停止，那么从一个较长时间来看，这个功率累计是比较大的。从而让系统频率停止下跌（上升），维持在一个较低的稳定点运行，注意，它并不能修正这个变化，那个要靠二次调平，它会让变化不再继续，维持到低稳定频率运行。

从功能定位角度来看

举个例子，当发电机掉线，频率跌落的时候，必然会在VSG中产生一系列暂态过程，最开始发生的当然是惯性支撑，因为这时候变化率大但差额不大，在这个时候，惯性支撑占主要出力，它的意义在于防止电压跌落的太快，阻碍这个暂态过程的发生速度，为一次调频争取时间。后来主要出力的就是一次调频了，其意义在于防止频率持续跌落，让频率恢复稳定，在一个较低的位置运行。

对于电流型VSG的补充

电流型VSG内部不是电压源，所以不像电压源型VSG那样，可以对系统频率产生直接影响，因为只有独立电压源的电角频率才能对电网系统频率残生直接影响和约束，电流源VSG是通过输出的惯量支撑和一次调频功率来减轻网内其他同步机电磁功率负担，从而减轻其他同步机转子转速和攻角的变化量，来间接帮助系统获得频率稳定的能力。

结论

实际上，在大型电网中，系统的转动惯量是充裕的，这可能是因为发电上还是以传统的同步机为主，但是，由于新能源占比的增加，这个情况会恶化，那么引入VSG的控制就显得很有必要了。根据分析和仿真，看《大电网中虚拟同步发电机惯量支撑与一次调频功能定位辨析》这篇论文的仿真，我们发现电网在一次调频能力和惯性支撑能力都下降的情况下，一次调频能力下降带来的影响尤为显著，其危害比惯性支撑的缺少要大很多。原因上面有讲。