变电网运行条件下虚拟同步发电机鲁棒控制参数设计

虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)不仅能够主动参与电网的功率调节,还可以增加电力系统等效惯性和阻尼,从而改善电力系统稳定性。着重研究了变电网运行条件下VSG的鲁棒控制参数的设计问题。首先,分析了LC型VSG简化为L型的截止频率约束条件,并在此基础上建立了VSG的小信号模型,得出功率环解耦需要满足的相角裕度约束条件;然后,遍历所有电网工况下满足截止频率和相角裕度约束的控制参数(J,Dp)和(K,Dq)选择范围,以得到交叠区域,即鲁棒稳定区。最后,采用Matlab/Simulink仿真软件搭建一台10kVA的VSG仿真模型,并仿真验证了理论分析的正确性。研究表明,VSG的稳定性受电网电压的严重影响,且电网电压越高,系统越难稳定;所设计的鲁棒控制参数,能够确保VSG在整个电网运行条件下始终稳定。