孟志伟, 侯玉强,2,3,4, 方勇杰,3,4, 朱 玲,2, 杨海洋

(1. 南瑞集团(国网电力科学研究院)有限公司, 江苏省南京市 211106; 2. 国电南瑞科技股份有限公司, 江苏省南京市 211106; 3. 华北电力大学电气与电子工程学院, 北京市 102206; 4. 智能电网保护和运行控制国家重点实验室, 江苏省南京市 211106)

0 引言

随着全球范围内能源危机与环境问题的日益严重,新能源的发展得到了越来越多的重视,其在电网中的占比日益提高,并逐步进入大规模发展阶段[1]。为解决新能源机组转动惯量小,缺乏相关频率调节功能的问题,文献[2]提出了虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)的概念。VSG将传统同步发电机的转子运动方程与电力电子的控制结合起来,通过给系统增加虚拟惯量和阻尼来改善电力系统的稳定性[3]。这一方法有效增强了电网的调节能力与抗扰动能力,但是考虑到VSG与传统同步发电机并不等价,其对电力系统的稳定性会带来更加复杂的影响。

目前,VSG稳定性的研究主要集中在小干扰稳定性方面,文献[4]给出了VSG小干扰稳定性模型,并分析了小干扰情况下,控制参数对发电机稳定性的影响;文献[5]从状态方程的角度比较了VSG控制与下垂控制技术的稳定情况; 文献[6]详细考虑了VSG滤波电感的暂态过程,指出其存在同步频率谐振现象。在大干扰稳定性研究方面,文献[7-8]给出了通过改变转动惯量,增强电力系统稳定性的方法;文献[9]指出下垂控制逆变器稳定性会受到逆变器电流限幅的影响,并给出在电流限幅影响下逆变器功角与逆变器输出电磁功率之间的关系。……