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虚拟同步发电机（virtual synchronous generator，VSG）是一种模拟同步发电机特性的控制策略[1]。VSG可工作在并网或孤岛模式，并且能够像不间断电源一样利用下垂特性均分负载[2]。VSG的惯性对电力系统稳定性尤为重要[3]。

VSG控制器的实现目前已有几种方案，VSG首次由Beck和Hesse在文献[4]中提出，其实现方案中将传统发电机的全阶模型作为控制系统的一部分。控制中电机模型输入为所测量的并网点电压，从而计算出电机电流，然后将这些电流作为电流滞环控制器的参考值来实现发电机特性模拟。文献[5]和文献[6]中设计了全阶模型的VSG方案，且改为电压源型设计，更准确地模拟了发电机特性。后续为了降低系统复杂度，将降阶模型代替全阶模型，不再考虑对同步发电机的电磁暂态模拟，而只是引入了惯性和阻尼[7]。文献[8]和文献[9]中的VSG最为简单，直接采用转子方程来实现惯性，即由转子方程和无功功率控制器结合一起为PWM生成模块提供电压参考。该设计确保了控制器结构简单，惯性模拟和无功功率控制确定的电压参考值可以输入到电压电流双闭环级联控制器的内部。该控制方案可方便地实现电流和电压限制，以保护逆变器免受过流影响并避免意外的过调制。尽管使用电压电流双闭环级联控制器可方便地实现逆变器控制，但相对较多的控制器参数和各个环路之间的相互作用使参数整定变难，同时还需详细分析系统稳定性[10-11]。……