參考文獻:《新型電力系統主動構網機理與技術路徑》
“構網技術一般包含下垂控制,功率同步控制,虛擬同步機控制,直接功率控制,虛擬振蕩器控制
等。其中,虛擬同步機技術,即 VSG,因其物理意義明確且特性優于其他構網技術,而受到廣泛關注。 由引言知, VSG 的核心思想是對同步機的模擬。”----《新型電力系統主動構網機理與技術路徑》
一、VSG控制框圖
傳統的下垂控制實際上是 VSG 的一個特例。換言之,在具有并聯變換器的電網中, VSG 本質上是一種具有一階超前滯后單元的改進下垂控制結構,將虛擬同步算法集成至并網系統中,可得 VSG 的實現方式。
二、VSG控制分解
VSG的經典控制框圖論文描述幾乎一致,如下圖所示:
參考幾個文獻加上個人的一些理解,覺得分成三部分比較合適:
1、下垂控制,如下式所示,其中kp為下垂系數,和上圖里面的kw是一個意思。
2、轉子運動方程,如下式所示,這個比較好理解,很多論文對下式進行了改進,例如把Wm修改為△Wm等,會導致函數的含義發生變化。
3、角頻率指令前饋
前饋的作用一方面不影響系統穩定性,另一方面可以提高系統響應。這和鎖相環里面的頻率前饋是一個作用。
通過分解為這三個部分的好處是,可以跟下垂控制方程以及轉子運動方程完全吻合,便于讀者理解。
三、VSG控制難點
近兩年“構網型”變流器的概念很熱,很多學者對構網控制進行了理論分析。構網型控制對“弱網(SCR<3)”環境有較好的適應性(但是依然存在邊界),目前的難點還是集中在暫態穩定性方面,例如發生低穿或故障時,能夠提供足夠的無功電流,以及對電網進行較強的支撐能力(電壓建立能力),以及在微網環境中的穩定性等,可供學者研究的技術難題較多。