党 克，维力思

（东北电力大学，吉林 吉林 132012）

随着国家大力发展新能源，各种分布式发电（DG）已取得长足发展。DG 在电网中所占比重逐年提升，同步电机装机容量所占比重的下降，整个电力系统的旋转备用容量和转动惯量会相对减少。DG 以电力电子逆变器模式接入电网，由于该模式并未体现出系统惯性和同步特性，逆变器接入模式会增加电网调频调压的难度，因此电力系统的稳定性会受到影响。如果增加储能元件，将同步发电机、储能、逆变器整体上看做一个同步发电机，采用合适的逆变器并网控制算法，从外特性上模拟同步发电机的频率和电压控制特性，该控制方式称为虚拟同步电机（VSG）控制策略［1－5］。本文模拟一种同步发电机暂态特性计算，构建了虚拟同步电机控制电路，并采用仿真对VSG 控制策略的可行性进行了评估。

1 VSG 技术

由于同步电机的转子惯性和调频特性能够提高电力系统稳定性，如果借助储能部件，使分布式电源表现出同步电机特性，可以大大提升系统稳定性。虚拟同步电机示意图见图1。

图1 虚拟同步电机示意图

VSG 的震荡方程如下：

式中：J为转动惯量；ω为转子角速度；Pin为输入功率；Pout为输出功率。

图2是设计框图。Pin是分布式电源输出到逆变器的功率，Pout是逆变器输出到电网的输出功率，Pout是根据电网频率和电压计算出来的。电网频率f可以由PLL环（锁相环）通过电网电压计算得出，因此方程（1）可以解决VSG 控制模块里的转子角速度，ω在这种情况下称为虚拟机械角速度。……