【EI复现】基于同步发电机转动惯量和阻尼系数协同自适应控制策略（Simulink仿真实现）

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本文目录如下：

目录

1 概述

2 运行结果

2.1 VSG输出功率

2.2 惯量阻尼变化情况

2.3 电压电流波形图

2.4 系统频率

3 参考文献

4 Simulink仿真实现

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1 概述

图 1 为虚拟同步发电机结构示意图，虚拟同步发电机的硬件拓扑和典型的并网逆变器的结构相

同，考虑同步发电机的机械方程和电磁方程，可以通过控制方法将并网逆变器模拟成传统的同步发

电机。 根据传统的同步发电机的两阶模型，等效的虚拟同步发电机的转子运动方程如式( 1) 所示。为了便于分析，假设同步发电机的极对数为 1，则同步发电机的机械角速度 ω 和电气角速度相同。

随着能源问题和环境污染问题的日益突出，传统化石能源已经逐渐无法满足人类可持续发展的目 标，以可再生能源为主要能量来源的微电网受到了广泛而持续的关注［1-3］。微电网中大部分的分布式电源需要通过逆变器等电力电子器件接入到电网中，因此逆变器具有控制灵活、暂态时间短的特点，但由于不具有惯性和阻尼，其抑制干扰和波动的能力较弱［4］。为此，国内外学者们提出采用虚拟同步发电机( VSG) ，通过控制方法模拟同步发电机转子特性，使得并网逆变器也具有阻尼和惯性，从而提升逆变器抑制自身输出频率和功率波动的能力，同时也提升了抑制干扰波动的能力，增强了系统的稳定性［5-6］。文献［7］针对配备储能装置的分布式电源提出了一种虚拟惯性频率控制策略，使微电网既具有下垂特性又具有同步发电机的惯性特性，从而提高微电网的稳定性，抑制微电网多机并联时的功率、频率振荡。但是该控制策略下的转动惯量是恒定值，当

负荷波动时，会出现频率的暂态过程过长的问题。文献［8］结合同步发电机的功角曲线，提出了一种自适应虚拟转动惯量控制策略，通过合理选取虚拟转动惯量来满足有功和频率超调小、动态响应速度快的要求，但是没有给出虚拟转动惯量以及系数的选取原则。文献［9］提出在自适应控制策略中设定3 种工作模式，在不同的工作模式下选取不同的转动惯量，优化了频率波动恢复曲线，但是并未给出 3种工作模式下的转动惯量取值以及工作模式区分原则。

2 运行结果

2.1 VSG输出功率

2.2 惯量阻尼变化情况

2.3 电压电流波形图

2.4 系统频率

 

3 参考文献

文章中一些内容引自网络，会注明出处或引用为参考文献，难免有未尽之处，如有不妥，请随时联系删除。

[1]杨赟,梅飞,张宸宇等.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[J].电力自动化设备,2019,39(03):125-131.DOI:10.16081/j.issn.1006-6047.2019.03.020.

4 Simulink仿真实现