基于飞轮储能的网/储协调虚拟同步机控制策略的小信号模型分析

针对储能元件自身惯性与并网变流器接口虚拟惯性的配合问题,分析电力系统惯性的物理意义,并规定其表征形式——转动惯量。将储能装置与变流器接口对电网表现的惯性量化为等效转动惯量和虚拟转动惯量,以虚拟同步机控制的飞轮储能系统为例,研究两转动惯量之间的配合关系。将并网控制的飞轮储能系统划分为3个模块进行小信号建模,并根据各模块输入输出量之间的关系,建立全系统的小信号模型。通过参量根轨迹分析,探究虚拟转动惯量与飞轮储能的等效转动惯量的配合规律,系统的惯性与两惯量中的较小值处在同一水平,电路参数在设定的变化范围中对系统的惯性无明显影响,控制器参数使系统惯性在设定值附近波动,并因惯性水平的不同具有不同的敏感性。搭建系统的时域仿真,验证了小信号建模结论的有效性。